Когда вы покупаете отличный, новый твердотельный накопитель, у вас может возникнуть соблазн разместить на нем все свои игры, изображения, видео или все, что вы захотите, на своем компьютере. В конце концов, для этого и существует хранилище, верно? Что ж, на самом деле это не так работает для современных твердотельных накопителей, и если вы заполните практически любой диск до краев, вы обнаружите, что запись данных начинает занимать гораздо больше времени, чем раньше. Вот почему это происходит и насколько сильно вы можете повлиять на производительность вашего хранилища, если заполните его слишком сильно.
Кэш SLC — спецификация, о которой вы, возможно, не слышали
Вы можете подумать, что твердотельный накопитель так же прост, как и его емкость и скорость передачи данных, но это еще не все. SSD-накопители могут устать после записи большого количества данных, и чем больше SSD-накопитель заполняется, тем быстрее он исчерпывается. Когда это происходит, SLC-кэш SSD-накопителя исчерпывается, что вынуждает SSD использовать более медленную часть своего хранилища.
Вероятно, вы раньше не слышали о SLC-кэше, и производители твердотельных накопителей не указывают его в своих спецификациях. Современные твердотельные накопители настроены так, что часть хранилища работает на высокой скорости, а остальная часть — на низкой. Более быстрая часть — это кэш SSD, и его размер установлен в определенный процент от свободного места на диске. Вообще говоря, твердотельные накопители более высокого класса имеют больший процент кэш-памяти, в то время как более дешевые твердотельные накопители выделяют меньшую емкость для кэша, а запись на SSD в течение достаточно долгого времени приведет к истощению этого кэша и приведет к внезапному падению производительности.
Источник: Кингстон Технология
Но почему все SSD не могут быть быстрыми? Ну, это связано с тем, как развивались современные твердотельные накопители. Вначале у нас были одноуровневые флэш-чипы (или SLC), которые хранили один бит данных на ячейку, либо один, либо ноль. SLC великолепен, потому что он сверхнадежен и быстр, но довольно быстро отрасль обнаружила, что поставка твердотельных накопителей с большим количеством данных будет затруднена, если каждая ячейка может содержать только один бит данных, поэтому тогда используются чипы с многоуровневыми ячейками (MLC). были созданы, затем клетки трехуровневого уровня (TLC) и совсем недавно клетки четырехуровневого уровня (QLC).
Однако использование этих более плотных ячеек имело недостаток, заключающийся в снижении максимальной производительности записи на твердотельных накопителях, в результате чего производители застревали между выбором скорости или стоимости. Но возможно получить лучшее из обоих миров или довольно близко к этому. Производители SSD поняли, что можно просто отключить некоторые биты флэш-памяти MLC, TLC или QLC, чтобы сделать ее похожей на SLC или псевдоSLC. Тогда этот псевдоSLC может действовать как кэш, будучи первой частью SSD, на которую выполняется запись, обеспечивая высокую производительность в течение всего срока службы.
Как снижается производительность, когда вы продолжаете заполнять SSD
Особенность SLC-кеша в том, что его размер зависит не только от того, какой размер установил производитель, но и от того, сколько места у вас осталось на SSD. Это означает, что чем больше данных вы помещаете на свой SSD, тем меньше становится ваш кэш и тем выше производительность при рабочей нагрузке записи. Чтобы продемонстрировать это в действии, я протестировал свой твердотельный накопитель Western Digital WD Black SN770M в программе под названием IOMeter, которая заставляла твердотельный накопитель выполнять запись в течение 15 минут подряд. Я тестировал SN770M три раза с разным уровнем свободного места: заполнено на 10%, заполнено на 50% и заполнено на 90%.
При заполнении 10% пространства SN770M смог достичь скорости 4800 МБ/с в течение двух минут, а после этого он стабилизировался на уровне 4550 МБ/с до конца 15-минутного теста. Но когда половина диска была заполнена, производительность начиналась примерно с 4300 МБ/с, а через минуту резко падала до 1000 МБ/с, но время от времени в течение минуты могла снова подняться до 4300 МБ/с. При заполнении до 90% производительность была еще хуже: начальная скорость составляла 4500 МБ/с, а затем упала до 1000 МБ/с менее чем за минуту и оставалась на этом уровне в течение 15-минутного теста.
Влияние на производительность здесь также становится очевидным, если посмотреть на среднюю скорость записи. При заполнении на 10 % скорость SN770M составляла в среднем около 4600 МБ/с, а при заполнении на 50 % она снижалась до 2300 МБ/с. При заполнении на 90% мы получаем скорость около 1200 МБ/с, что все еще прилично, но очень медленно для твердотельного накопителя PCIe 4.0. Этот SSD стал в четыре раза медленнее просто из-за большого количества данных на нем.
Не ждите высокой производительности, если на SSD не останется ни одного неиспользованного байта.
Вероятно, это звучит довольно смешно, что вы не можете просто хранить данные на своем SSD так, как вам хочется, без ущерба для производительности, но именно так работают современные твердотельные накопители. Лично я рекомендую сохранять диск вашей ОС заполненным не более чем на 70%, хотя второстепенные диски в вашей системе могут быть заполнены ближе к 90%, не беспокоясь. Если вы переносите много файлов, возможно, вам стоит приобрести твердотельные накопители с большим кэшем, которые, как правило, являются моделями более высокого класса.
К счастью, твердотельные накопители сегодня довольно дешевы, а это значит, что не использовать все пространство SSD не составляет большого труда. Довольно легко загрузить ПК с объемом памяти 2 ТБ менее чем за 100 долларов, а 4 ТБ можно приобрести за 150 долларов или чуть больше. Даже 2 ТБ могут оказаться излишними для большинства людей, но если вы не хотите беспокоиться о внезапном падении скорости передачи файлов, вам понадобится больше места, чем вам действительно нужно.
