Ресурс SSD диска TBW

Вступление

SSD-диски отличаются от HDD (механических, магнитных). Ячейки флэш-памяти, из которых сделаны твердотельные накопители, имеют ограниченное количество циклов записи. Для наиболее распространенного на сегодняшний день типа флэш-памяти TLC (3-битные ячейки) продолжительность записи составляет около 1000 циклов.

Следовательно, срок службы SSD зависит от количества данных, записанных на этот диск. Чем больше вы записываете данных на диск, тем быстрее он «умрет».

Как определить, сколько живет SSD?

Попробуйте узнать, как определить, сколько SSD осталось жить в вашей существующей системе, или каковы перспективы выбранной вами модели как можно дольше. С объяснением Брайана вам понадобится всего три части информации.

• Programming / Erasing Cycles — количество рабочих циклов
• TBW — сколько терабайт данных можно записать
• DWPD: Сколько раз вы перезаписываете диск в день

I. Показатели от производителя

Количество циклов программирования / стирания, которым подвергается устройство, — это значение, которое производители пытаются предложить в качестве основного показателя срока службы твердотельного накопителя. Но только с этими числами невозможно предсказать даже на расстоянии, когда диск выйдет из строя, как мы сказали выше. Но без него вы тоже не сможете дать честную оценку.

II. Количество гарантированных операций

Два других более важных фактора, которые следует учитывать, — это общее количество операций записи (TBW) в терабайтах и ​​количество операций записи на диск в день (DWPD). Производитель диска сообщит вам общее количество терабайт, которое он должен записать в течение гарантированного срока службы.

«Например, на компьютере, который я сейчас использую, есть диск емкостью 1 ТБ. По заявлению производителя, диск имеет рейтинг 500 терабайт записи (TBW). Это означает, что в течение срока службы накопителя я могу записать на него около 500 терабайт данных », — объясняет Брайан.

На практике 500 циклов записи и стирания на ячейку вообще не гарантируются, как можно было бы подумать изначально. Большинство производителей имеют на диске дополнительные запасные ячейки NAND. Эти дополнительные «клетки данных» можно использовать вместо сильно изношенных (своего рода запас прочности для увеличения срока службы SSD).

«Другими словами, это своего рода оценка того, как можно использовать диск. Например, записывайте 2 ТБ в день на диск емкостью 1 ТБ, что составляет примерно 2 записи в день. Если диск поддерживает 500 ТБайт и вы выполняете 2 операции перезаписи в день (DWPD) на нем с емкостью 1 ТБ (всего примерно 2 ТБ в день), то диск должен прослужить примерно 8 месяцев (500 ТБ / 2 ТБ в день. = 250 дней) », — на наглядном примере Брайан раскрывает секреты определения срока службы SSD.

Учтите, что это приблизительная оценка! Ожидается определенный диапазон долговечности ячеек NAND. Например, «блок TLC с 3D NAND должен поддерживать от 1500 до 3000 циклов записи».

Расчетная цифра того, как долго прослужит SSD, также является приблизительной оценкой, потому что файловое хранилище редко используется так плавно и равномерно. Даже с выравниванием износа (например, с использованием специального программного обеспечения для твердотельных накопителей) некоторые области диска могут записываться чаще, чем другие.

На сколько хватит диска SSD?

Имея вышеупомянутые 700 ГБ в месяц, легко подсчитать, сколько из этих месяцев это может быть. Разделив заявленный TBW в 280 ТБ на 0,7 ТБ, мы получим 400 месяцев, что составляет более 33 лет. Вы уверены, что по истечении этого срока этот диск понадобится, даже если он заработает?

Думаю, через пару-тройку лет его, наверное, сменит что-то более емкое и производительное.

Для полноты картины давайте пойдем другим путем и оценим, сколько информации мы можем записать на диск, даже если он единственный в системе и на него записываются даже большие медиафайлы. Для этого, по нашим оценкам, мы планируем использовать диск в течение 5 лет, что при TBW в 280 ТБ приравнивается к 150 ГБ в день. Что такое 150 ГБ? Это более 12 часов видео FullHD в высочайшем качестве, например. 6 художественных фильмов, слитых с дисков Bluray. Часто ли вы пишете такие массивы данных? И вот уже пять лет каждый день.

И это недорогой носитель, который хоть и не обладает самым маленьким ресурсом и основан на памяти MLC, но все же существенно уступает профессиональным решениям, обладающим гораздо более впечатляющими характеристиками. Главный недостаток SSD — довольно высокая цена за Гб объема. При этом технологии не стоят на месте, и цена постепенно снижается, что делает SSD-накопители популярнее с каждым днем. Каждый день все больше жестких дисков отправляется на внешние полки или в карманы для резервного копирования данных.

Читайте также: Обзор Sony Xperia SP. Не только у флагманов есть интересные устройства

Показатель среднего времени наработки на отказ у SSD

При определении надежности диска нельзя пренебрегать характеристикой средней наработки на отказ, так как производитель рассчитывает и указывает по результатам испытаний на долговечность.

«Например, Western Digital WDS100T2BOA стоит 1,75 миллиона часов. Это не означает, что средний срок службы диска здесь составляет 200 лет (1 750 000 часов). Средняя наработка на отказ определяется как общее количество часов работы всех устройств, деленное на количество этих устройств », — отмечает эксперт.

Никто точно не знает, каковы были характеристики тестов Western Digital в этом случае. Но есть базовые предположения относительно того, где может наступить среднее время наработки на отказ 1,75 миллиона часов.

Время работы SSD диска

Время работы SSD обычно определяется типом флэш-памяти. То есть какие ячейки используются и каким процессом создается память. Ячейки SLC имеют наибольший ресурс, за ними следуют MLC и, наконец, TLC.

Что означает ограничение цикла записи в практическом смысле? А как примерно оценить возможный срок службы того или иного диска?

Возьмем обычный диск, в котором используется флеш-память MLC, изготовленная по 19-нанометровому техпроцессу. Предположим, производитель этой памяти указывает ограничение на запись в 3000 циклов. Это показатель хорошей флеш-памяти MLC, произведенной по 19 или 20 нанометровым технологическим процессам.

На основе этой памяти делается диск на 120 ГБ. Ограничение в 3000 циклов означает, что вы можете записать весь диск 3000 раз.

Хотя на самом деле при полной записи всего диска можно будет записать всего 1500 раз, то есть вдвое меньше. Это связано с тем, что перед новой записью необходимо очистить ячейки памяти от предыдущего содержимого. И это цикл регистрации. То есть для каждого цикла записи данных существует цикл очистки ячеек.

Если заполнять его полностью каждый день, а затем полностью очищать и снова заполнять на следующий день, память теоретически проживет 1500 дней. То есть более 4 лет. Если вы записываете только 60 гигабайт в день и стираете диск только раз в два дня, продолжительность увеличивается до более чем 8 лет.

Очевидно, это слишком упрощенно. Но понятно, что жизнь флеш-памяти довольно долгая.

То есть во всех этих жалобах на постоянно снижающийся лимит регистрации сегодня нет серьезных оснований. Хотя 10 лет назад, когда SSD только выходили на массовый рынок, существовала проблема «короткого срока службы». Но наука и технологии не останавливаются. И сегодня даже самые дешевые твердотельные накопители Deshman имеют трехлетнюю гарантию. А производители первого эшелона — Samsung, Intel — даже предлагают 5-летнюю гарантию на бюджетные модели и тем более на профессиональные модели.

Как зависит TBW от объема накопителя

Каждая линейка твердотельных накопителей имеет свою длину цикла записи. Кроме того, чем больше емкость SSD, тем больше этот ресурс. Вот почему мы рекомендуем покупать SSD на 500 ГБ или больше. К тому же их стоимость сейчас довольно низкая.

Например, давайте взглянем на твердотельный накопитель ADATA XPG SX8200 Pro. Этот твердотельный накопитель емкостью 256 ГБ гарантированно хранит только 160 ТБ данных.

Ресурс того же накопителя емкостью 512 Гбайт увеличился до 320 Тбайт, 1 Тбайт — до 640 Тбайт, а в случае SSD на 2 Тбайт он уже достигает 1280 Тбайт. Согласитесь, разница со скромными 160 ТБ модели SSD на 256 ГБ просто поразительна. Что является причиной этого?

Помните технологию выравнивания износа, о которой мы говорили ранее? В случае диска с большей емкостью контроллер может перераспределять циклы записи между гораздо большим количеством ячеек, и запасная область в его распоряжении намного больше. В результате количество ячеек, которые можно бросить в бой, также увеличивается по мере смерти ветеранов.

Ресурс SSD диска в TBW

Однако если быть точным, то производители дают гарантию на 3, 5 (и более) лет с оговоркой — если в этот период не будет превышен ресурс для объема записи на SSD. При этом все рядовые производители указывают такой ресурс записи в технических характеристиках модели диска.

Этот ресурс ведения журнала указывается в терабайтах. Например, для твердотельных накопителей емкостью 120–128 ГБ типичный ресурс записи составляет примерно 70 терабайт. А для дисков емкостью 240–256 ГБ типичный ресурс записи составляет около 150 терабайт. Ресурс записи увеличивается вместе с увеличением емкости диска. Чем больше емкость, тем больше ресурс журналирования.

В технических характеристиках моделей SSD-накопителей этот показатель обозначается аббревиатурой TBW (Total Bytes Written).

70 ТБ — это много или мало? Если вы будете записывать на диск объемом 120 ГБ в день, то в течение почти двух лет необходимо будет записать 70 терабайт.

На самом деле такие объемы записи очень редки, и поэтому даже ресурс 70 ТБ для среднего домашнего или офисного компьютера, который называется «сверхвысоким». В действительности на домашнем или офисном компьютере объем записи значительно меньше 10 терабайт в год. Значительно меньше.

Время от времени у меня есть возможность узнать, сколько было записано на SSD. На тех компьютерах, которые у меня есть на ремонт или обслуживание.

Итак, это все. На большинстве компьютеров (как домашних, так и офисных) объем записи на диск меньше или чуть больше 2 терабайт в течение года. В году. Максимум, который я нашел, составляет более 12 терабайт за 3 три года, что составляет менее 5 терабайт в год.

Хотя, конечно, бывают особые случаи, когда объем одной записи в год будет больше 2 терабайт. А также может быть намного выше. В случае, если SSD-накопитель используется для работы с большими файлами. Более того, эти файлы постоянно удаляются и добавляются. Например, обработка фото или редактирование видео. Если вы выбираете SSD для этой или аналогичной работы, вам, очевидно, нужно подумать о ресурсе записи.

Однако те, кто покупает SSD для этой работы, обычно получают диск емкостью не менее 240–256 ГБ или 480–512 ГБ. И у таких дисков более высокий ресурс записи.

Каждый нормальный SSD отслеживает объем записанных данных. Этот счетчик хранится в атрибуте SMART номер 241 (F1) и называется «Общее количество записанных LBA». Затем вы можете просмотреть эту информацию с помощью любой программы, которая отображает атрибуты SMART диска. Но есть нюанс, проблема в том, что в этот атрибут записываются не байты, а блоки байтов (блоки LBA). И размер этих блоков варьируется от производителя к производителю. Например, у Samsung размер блока составляет 512 байт. А Transcend имеет размер блока 32 МБ.

Таким образом, в чистом виде номер атрибута 241 имеет смысл только в том случае, если вы знаете размер блока для этой модели диска. Однако у большинства производителей есть специальные утилиты для своих дисков, и в этой программе вы можете просматривать количество записанных данных в терабайтах.

Что такое SSD Endurance (TBW)?

В технических описаниях современных твердотельных накопителей можно найти информацию об объеме информации, который можно физически записать на диск. Эта информация часто представлена ​​как общее количество информации, записанной в ТБ (терабайтах), или количество ежедневной записи на диск за определенный период, обычно это гарантийный срок, предоставляемый производителем на этот диск. Например, для моего текущего диска Transcend 256GMTS800 производитель заявляет 280 TBW, что означает, что диск можно полностью перезаписать примерно 1000–1100 раз. Где здесь 3000 циклов для ячеек памяти? Отсюда и 1000 вместо 3000, которые в расчетах производитель учел часть своей рассчитанной рекордной прибыли, которая составила около 2,75.

Фактически, заявленная производителем стоимость — это только теоретически гарантированное значение, которое устройство выдержит в течение срока гарантии производителя. Для большинства производителей гарантия, помимо времени, привязана к значению выносливости (TDW), и в случае его превышения гарантия истекает, даже если указанный гарантийный период не истек. Это дает основание ожидать, что фактический объем данных будет выше, что неоднократно подтверждалось фактическими эксплуатационными испытаниями и отчетами, доступными в Интернете. Хотя окончательный вид во многом зависит от условий и типа записываемых данных.

При этом, даже исходя из предложенного производителем TDW, мы прикидываем, сколько может прослужить диск. Я вернусь к своему диску и определю объем информации, перезаписанной на нем в настоящее время, с помощью проприетарной утилиты SSD Scope и данных SMART с устройства.

Выделенный индикатор показывает количество записанных данных кратно 32 МБ, например, чтобы получить объем, фактически записанный на диск данных, необходимо умножить значение 70052 на 32 МБ. В результате получается 2241664 МБ = 2241,6 ГБ = 2,24 ТБ. Продолжительность составляет около 3 месяцев, что составляет около 700 ГБ в месяц, 23 ГБ в день. Я не делал никаких специальных оптимизаций для SSD, которые считаю вредными, и не отключал файл подкачки и гибернации. К тому же последний используется постоянно, т. К. Я выключаю ноутбук исключительно в спячке. Единственное, что я выбрал, это размер файла гибернации не менее 40% от ОЗУ, объем, который у меня есть, составляет 12 ГБ, поэтому файл гибернации составляет более 5 ГБ. В своей работе я использую традиционный офисный пакет программ, а также графические и видео редакторы, которые любят создавать довольно большие временные файлы на системном диске, хотя второй жесткий диск используется для хранения мультимедийных файлов.

Как узнать сколько осталось ресурса у SSD?

Вот ребята, которых мы узнали, что такое TBW. Но как узнать сколько ресурсов осталось? То есть сколько еще данных вы можете записать на диск? Что ж, чуть не упустил этот момент! Для этого воспользуйтесь специальными утилитами, их много, но мне нравится SSDLife:

Есть бесплатная версия. В основном будет написано, сколько гигабайт уже написано, на сегодня, на вчерашний день, на неделю, сколько всего. Вообще удобное место. Но тут может возникнуть вопрос, стеки, гигабайты? Но TBW — это не гигабайты, а терабайты! Успокойтесь: один терабайт содержит тысячу гигабайт. Теперь думаю все стало ясно

Как видите, в SSDLife очень удобно записывать, сколько здоровья осталось на диске. Я не знаю, как они думают, но я имею в виду, что все основано на значении TBW

Значения ресурса выработки SSD

Производители SSD обычно указывают производственный ресурс в виде значений:
— TBW — общий гарантированный объем перезаписываемых данных;
— MTBF — полное гарантированное время работы устройства.

TBW (Total Bytes Written) — это значение ресурса для создания ячеек памяти SSD. Выражается в общем объеме данных, записанных на диск, гарантированном производителем. И этот объем измеряется в ТБ (терабайтах). Те. TBW — это конкретное количество ТБ, которое может быть записано на SSD в течение срока его службы. При достижении этой общей емкости ячейки памяти устройства теоретически должны изнашиваться, и дальнейшая запись в них данных не гарантируется производителем устройства.

Каждая ячейка SSD рассчитана на определенное количество циклов перезаписи данных, но если бы производители указали это количество циклов как значение ресурса твердотельного накопителя, это значение мало что значило бы для большинства пользователей. И в чистом виде это значение было бы неточным, поскольку разные твердотельные накопители имеют разные механизмы записи данных, что может повлиять на общий срок службы устройства. Поэтому производители SSD предлагают нам рассчитанный ими суммарный гарантированный объем записи данных, который учитывает возможное количество циклов перезаписи ячеек и количество самих ячеек. Чем больше ячеек, тем больше будет TBW. В результате у SSD с большим объемом будет больше TBW, чем у дисков с меньшим объемом.

Например, на вышеупомянутом сайте Nix.Ru для одной из моделей Western Digital SSD на 250 ГБ указан ресурс 100 ТБВ.

Те это 100 ТБ — общий объем регистрации данных, который гарантирует производитель. Это много или мало? Для обывателя этого более чем достаточно. Если разделить эти 100 ТБ, скажем, на 10 лет полезного использования SSD, то получится 10 ТБ в год и 833 ГБ в месяц. Что ж, давайте разделим это число на 30 календарных дней, и мы получим 27,76 ГБ перезаписываемых данных каждый день.

Но не все производители указывают значение TBW в спецификациях SSD. Часто отображается только общее время наработки на отказ диска (среднее время наработки на отказ), то есть время наработки на отказ. Как, например, на том же сайте Nix.Ru для одной из моделей накопителей Silicon Power на 120 Гбайт указано среднее время безотказной работы 1,5 миллиона часов. 1,5 миллиона часов — это 62 500 дней, а это более 170 лет.

Общее время работы SSD — это все время, в течение которого диск теоретически может работать, независимо от того, выполняет ли он какие-либо операции. Это до тех пор, пока диск теоретически может функционировать без учета износа ячеек памяти, повреждения контроллера и прошивки, сбоев из-за проблем с питанием и т.д. MTBF — это не что иное, как информация для информации, голая теория, ни один диск не будет работать 170 лет, если его полностью использовать, он выйдет из строя гораздо раньше из-за одного из указанных факторов.

Значение MTBF нельзя использовать в качестве основы для реальных расчетов срока службы SSD, поэтому если возникает вопрос о покупке SSD-накопителя, то желательно взять такую ​​модель, чтобы производитель указал для нее значение TBW в особенностях.

Фирмы-производители

У многих компаний есть как удачные, так и неудачные модели устройств, но некоторым из них удалось определенным образом зарекомендовать себя среди пользователей за долгие годы. Вот несколько примеров.

Samsung

Корейская компания считается одним из лучших производителей твердотельных накопителей в мире — они используют собственный дизайн и часто первыми внедряют инновации, например, 3D-флеш-память с большим количеством слоев. В большинстве случаев средний срок службы твердотельного накопителя Samsung намного больше, чем заявляет производитель. Единственный недостаток устройств этой марки — довольно высокая стоимость.

Kingston

В свое время эта компания завоевала уважение потребителей дешевой качественной оперативной памятью, а теперь выпускает еще и твердотельные накопители, флешки и карты памяти различных форматов. Продукция Kingston выделяется на рынке сочетанием отличных технических характеристик, высокой надежности и разумной стоимости.

Western Digital

WD в первую очередь известна своими жесткими дисками, но в последние годы также выпустила твердотельные накопители. Ассортимент включает как продвинутые модели с большей скоростью и надежностью, так и более бюджетные компромиссы.

Crucial

SSD от этой компании имеет примерно такую ​​же репутацию, что и продукция Kingston: среди них много «популярных» моделей с интересным соотношением цены, надежности и производительности.

Расчет срока службы SSD-накопителя

Перейдем к определению срока службы твердотельного накопителя. Чтобы вручную определить срок службы SSD, просто используйте простую формулу:

(Количество циклов перезаписи SSD x емкость SSD) / Количество записываемых данных за день

Первые два значения уже известны, но количество данных, записываемых за день, мы можем взять только условно приблизительное значение — вряд ли кто-то точно знает, сколько данных за день будет записывать на SSD, например, пять лет . Попробуем узнать примерный ресурс твердотельного накопителя Silicon Power Slim S60 объемом 120 ГБ с типом памяти MLC, количество циклов которого составляет 3000 перезаписей. Возьмем в среднем 15 ГБ за среднесуточный объем регистрируемой информации.

Подставляя все значения в приведенную выше формулу, мы получаем 24 000 дней или 65,7 лет. Эта цифра практически нереальна и недостижима даже при абсолютно идеальных условиях эксплуатации диска и носит чисто теоретический характер, поскольку на практике срок полезного использования будет намного короче. Из-за особенностей твердотельных накопителей среднесуточный объем записываемых данных увеличивается примерно в 10 раз. Следовательно, общая дата амортизации может быть уменьшена на ту же сумму. В итоге получаем чуть больше 6,5 лет — это уже более реальная цифра, однако, и это отнюдь не означает, что по истечении указанного срока SSD просто перестанет работать — все будет зависеть от того, насколько интенсивно вы используете свой водить машину.

Почему более новый тип памяти TLC имеет меньший ресурс и как это коррелируется с “мифом о долговечности”?

Ответ на этот вопрос состоит из двух основных составляющих: экономической и технологической. Оба эти компонента взаимосвязаны. Стремление производителей делать более емкие устройства по более дешевым ценам приводит к снижению ресурса ячеек флеш-памяти. Открыв любой сайт с предложениями SSD, нетрудно заметить, что именно таким типом памяти оснащены самые дешевые устройства.

Оказывается, предыдущие SSD были оснащены более дорогими и прочными модулями памяти, но почему тогда они были малопригодны? Но дело не только в типе используемой памяти. Важную роль играет используемый контроллер и встроенная в него прошивка. Дело в том, что запись данных во флеш-память имеет свои особенности и нюансы. Огромное количество циклов перезаписи ячеек по-прежнему не говорит о надежности и долговечности SSD. Существует понятие множителя записи, который в среднем может составлять 2-3, хотя это значение нестабильно и непредсказуемо, поскольку зависит от типа данных, их размера и частоты их записи. Наличие множителя обусловлено наличием служебных функций дискового контроллера, призванных обеспечить стабильную работу и равномерный износ ячеек диска.

Практический срок жизни SSD диска

За последние 9 лет я установил несколько десятков SSD-дисков на старые и новые компьютеры. Насколько мне известно, «сломался» только один из них: Plextor бюджетной линейки S. Причем сломался в течение гарантийного срока и данные на этом диске не были повреждены.

Но здесь необходимо сделать важное уточнение: я никогда не использую дешевые SSD от таких производителей, как SmartBuy и им подобных. Я использую диски только от Samsung, Intel, Micron, Plextor, Transcend, Corsair.

Ниже приведены реальные примеры того, какая емкость записи выполняется на твердотельном накопителе системы и как это соотносится с ресурсом записи.

Пример 1, срок жизни SSD диска Transcend 230S

Привод Transcend 230S, установленный на вашем домашнем компьютере, проработал около 3 лет. Операционная система Windows 7. Щелкните изображение, чтобы увеличить его.

Записываемая емкость счетчика превышает 12 терабайт, примерно 4 терабайта в год.

Пример 2, срок жизни SSD диска Corsair GS

Диск Corsair серии GS, установленный на рабочем компьютере бухгалтера, находится в рабочем состоянии с 2013 года. Показания были сделаны в 2019 году. За это время на диск было записано почти 6 терабайт, то есть менее 1 терабайта в год. Операционная система Windows 7. Щелкните изображение, чтобы увеличить его.

Пример 3, срок жизни SSD диска Samsung 860 Evo

Диск Samsung 860 Evo. Установлен на рабочий компьютер, работает полтора года. Операционная система Windows 7. Объем записи 2,3 ТБ за полтора года. Нажмите на изображение, чтобы увеличить его.

Пример 4, срок жизни SSD диска Plextor M5 Pro

Диск Plextor M5 Pro.Установлен на рабочий компьютер, работает более 6 лет. Операционная система Windows XP, затем Windows 8. Объем записи чуть больше 5 ТБ.

Пример 5, срок жизни SSD диска Intel 545s

Накопитель Intel 545s емкостью 128 ГБ. Ресурс протоколирования данной модели заявлен в 72 терабайта.

Домашний компьютер. Операционная система Windows 7. Срок службы этого SSD — более двух лет.

Щелкните изображения, чтобы увеличить их.

Как видно из скриншотов, за это время на диск было записано почти два терабайта. Даже если округлить до 1 терабайта в год, ресурса этого диска на этом компьютере должно хватить на 36 лет.

Пример 6, срок жизни SSD диска Kingston SV300s37A

Накопитель Kingston SV300s37A 120 ГБ. Ресурс протоколирования данной модели заявлен равным 64 терабайтам.

Домашний компьютер. Операционная система — Windows 8, затем Windows 10. Время работы этого SSD доподлинно неизвестно. Ей может быть 5 лет, но не более 7 лет, так как эта модель была выпущена в 2013 году.

Щелкните изображения, чтобы увеличить их.

Атрибут 241 — 15643. SSD Kingston имеют 1 ГБ этого счетчика. То есть на диск было записано более 15 терабайт. Это примерно четверть ресурса. При этом родная программа пишет, что работоспособность этого диска 97%.