лучшие ссд для сервера

Выбираем SSD для вашего сервера

Использование твердотельных накопителей заметно ускоряет работу серверов. У SSD меньшие, чем у жестких дисков, размеры, они не издают шума и намного устойчивее к внешним повреждениям. А самое главное — твердотельные накопители быстро дешевеют, одновременно увеличивая емкость.

Поговорим о типах и стандартах запоминающих устройств формата SSD, а также разберемся, какие из них нужно выбирать для сервера и на что обращать внимание.

NAND и NOR

Существуют разные типы SSD. Например, NAND и NOR (сокращения от словосочетаний Not AND и Not OR).

Принципы работы микросхем NOR и NAND схематично выглядят так:

NOR дает доступ к каждой конкретной ячейке, позволяя записать данные именно туда. В варианте с NAND одиночные ячейки памяти соединяются последовательно. Для записи информации в одну из них необходимо, чтобы все остальные были открыты.

NOR и NAND в настоящее время почти не конкурируют друг с другом, так как в силу своих свойств находят применение в различных областях.

Скоростные характеристики технологии NAND значительно выше, а увеличить объем памяти можно, не увеличивая размеры микросхемы. Поэтому ее чаще применяют для хранения большого объема данных и для их переноса. В число самых распространенных устройствах, в которых используется технология NAND, входят флэш-драйвы и карты памяти.

SLC и MLC

Теперь разберемся в различиях памяти NAND. Всю ее можно разделить на две разновидности: SLC и MLC.

SLC (от Single Level Cell — одноуровневые ячейки) — это классические элементы памяти. В каждом из них может храниться 1 бит информации. Такая память долговечна и энергоэффективна. К числу ее неоспоримых преимуществ перед любыми другими категориями флэш-памяти относятся максимальный срок службы и максимальное количество циклов перезаписи. Но и главный недостаток у нее очень существенный: низкая плотность информации делает эту память наиболее дорогой из всех присутствующих на рынке.

Технология MLC (Multi Level Cell — многоуровневые ячейки) стоит заметно дешевле. Ее отличает более высокая емкость хранения — правда, за счет укороченного срока службы, более низких скоростей и увеличения времени доступа.

Среди многоуровневых ячеек различают:

3D NAND

Память 3D NAND имеет трехмерную структуру, в связи с чем вмещает значительно больше информации на единицу площади.

Она представляет собой цилиндр, который позволяет разместить несколько ячеек памяти на каждом слое микросхемы.

Трехмерная флеш-память отличается от своих двухмерных аналогов более высокой скоростью работы и значительно меньше подвержена износу. Ее емкость и надежность сравнимы с емкостью и надежностью памяти TLC.

Подведем итоги

Какой SSD нужен для сервера? В идеале — быстрый и надежный SLC SSD. Однако окончательное решение этого вопроса будет зависеть от задач, которые перед вами стоят, и средств, которые вы собираетесь инвестировать.

Преимущества технологии SLC — в ее скорости и долговечности. Но есть и недостатки: их производство наиболее затратно, а емкость хранения относительно невелика. SLC в первую очередь подходит для промышленного использования и высокоинтенсивных нагрузок.

Выбирая SSD для сервера, выбирать нужно между SLC и eMLC. По уровню надежности eMLC занимает место между SLC и MLC, а стоит при этом незначительно дороже MLC. Оптимальное применение eMLC — рабочие станции и серверные платформы среднего класса.

Можно ли для сервера использовать MLC, TLC или QLC? При определенных условиях и с некоторыми оговорками — да. Рекомендуется ли это делать? Нет.

Источник

SSD или HDD для подключения к серверу?

Классические жёсткие диски изжили себя, они медленные, не держат нагрузку, а их починка – схожа с ведьмовством и алхимией). Какую ещё часть сервера для починки нужно засовывать в морозильник или нагревать в печи? При любом сценарии они должны быть вытеснены твердотельными накопителями (SSD), которые быстрее, круче, лучше.Но не похоже ли это просто на маркетинговые сказки, созданные для продажи новой технологии?

Некоторое время, производители этих чудо-дисков пытались продавать их, как технологи хранения будущего.
Некоторые из них оказались смелее и заявили о полной смерти винчестеров. Для наглядности, компания “Violin Memory” даже запустила кампанию с названием “Диск мёртв”, а их маркетолог, в блоге организации, заявляла, что Флеши теперь реальность для всех технологичных бизнесов, а сами Флеши станут душой и сердцем дата-центров.

Многие пришли в восторг от SSD и серьёзно подумали, что это технологи будущего. Тем не менее, маркетинг всегда должен восприниматься с каплей недоверия. Как сейчас поживают SSD? Наступило ли время выкидывать свои винчестеры? Должны ли твердотельные диски заменить HDD во всех хранилищах? И завоюет ли “новинка” сервера и дата-центры? Прочитайте и выясните в нашей статье.

SSD в сервере: Без механических частей, только неподвижные резисторы

Сперва краткий экскурс. Что такое SSD и как он работает.

Для ответа на это вопрос нам понадобятся базовые знания о HDD.

Винчестер или HDD – настоящее инженерное чудо. Оно состоит их большого количества движущихся частей. Самые важные из них – диски, которые вращаются 7200 раз в минуту, но самые быстрые из них могут крутиться быстрее – до 15-ти тысяч оборотов в минуту. Диски содержат информацию в своих слоях. Доступ к информации даёт рычаг привода чтения/записи. Он имеет несколько головок, с помощью которых читает и пишет биты. Он двигается очень быстро и своими головками считывает информацию с помощью электромагнитных импульсов. Эта шайтан-машина способна хитро вычленять особые места на магнитном слое диска. HDD работает, как очень быстрый проигрыватель, но его головки не трогают диск.

Винчестер – комплексная система и она нуждается в заботе. HDD может сломаться даже при малом шоке, например падение ноутбука со стола. Худший расклад предполагает то, что головки повреждают диск без возможности восстановления. Также они чувствительны к жаре и другим факторам, что важно для дата-центров, которые производят много тепла.

В это время, SSD защищены от сотрясений, ударов, вибраций и других факторов. Они более жароустойчивые и сами вырабатывают меньше тепла. Должное за это стоит отдать отсутствию в тдвердотельных накопителях движущихся частей, а вместо вращения диска они используют флеш-память, основанную на резисторах. На разработку SSD сильно повлияли исследования процессоров, поскольку они чем-то схожи в своей природе

Транзисторы в чипах SSD собраны в сетки, состоящие из рядов и колонок. В каждом пересечении, два транзистора соединены в клетку, где хранится информация, в качестве электрического тока. Входные и выходные части каждой клетки могут “решать”, где должен течь ток и какой там заряд. Благодаря этому, в каждой клетке возможно хранить 1 или 0, так происходит хранение информации.

Одноуровневые (SLC) диски могут хранить меньше информации, чем их многоуровневые братья (MLC и TLC). Несмотря на это SLC могут быть быстрее и выдерживать большее количество перезаписей, нежели другие технологии. MLC и TLC, с другой стороны предлагают больше ёмкости, вследствие, снижение цен за Гигабайт.

Скорость SSD и жестких дисков

Сравнивая SSD и HDD, необходимо начать с главного различия – скорости. Твердотельные накопители оставляют винчестеры далеко позади. В то время, как классический накопитель осиливает чтение данных на скорости до 230 MB/s, SSD могут прочитать до 700 MB/s и более. Разница в скорости записи также огромна – SSD записывают 500 MB/s и более, а HDD, в лучшем случае — 190 MB/s.

Обратная сторона медленных протоколов в твердотельных накопителях

Даже SSD могут быть быстрее. Они ограничены своими протоколами и передачей данных. Интерфейс SATA третьей версии имеют максимальную пропускную способность в 600 мегабайт в секунду, а SAS третьей версии может теоретически позволить себе удвоить эту скорость. Эксперты в курсе этих ограничений из-за чего много новых SSD используют NVMe (non-volatile memory express) интерфейс, который позволяет им достичь реального потенциала SSD. Теоретически, он может помочь им достичь 4 гигабайт в секунду пропускной способности, что уже в 21 раз больше, чем классические жёсткие диски.

Должно быть сказано, что скорость SSD может уменьшаться со временем, за это спасибо феномену, который называют “Write cliff”. Поэтому, если вам нужна спокойная и постоянная скорость лучше выбрать HDD. Производители SSD знают про этот феномен и стараются от него избавиться.

Скорость – самое яркое различие, когда серверам предстоит совершать множественные операции входа и выхода (IO – input, output), когда информация не распределена последовательно. Скорость SSD не ограничена механически, поэтому он лучше работает со случайными IO процессами и чтением или записью неупорядоченной информации.

Если нужна скорость и мгновенный доступ к случайным данным, то SSD – ваш выбор.

SSD не побеждает по вместительности

Старые добрые винчестеры до сих пор имеют своё место в серверах. И это не просто так, они имеют несколько преимуществ. Самым значимым преимуществом HHD над SSD является стоимость хранения единицы информации.

Если классический серверный жёсткий диск объёмом 4 Тб стоит 160 долларов, то SSD приблизительно такого же объёма (3,84Тб) будет стоить дороже 650 долларов. Любой SSD диск, в отличии от HDD, имеет конечное количество циклов перезаписи и чтения информации, которые ограничивают срок его службы.

Бой двух технологий: старых HDD и новых SSD

Старый мамонт и молодой тигр – лучший способ описать противостояние этих технологий. Один медленный, очень вместительный, а другой шустрый, но много в него не влезет. Обе технологии имеют свои плюсы и минусы.

Вывод:

Среди двух решений невозможно выбрать победителя. Обе технологии остаются актуальны по сей день, просто их назначения немного разнятся. Если вам нужно надёжное место для длительного сохранения своих данных при постоянной небольшой нагрузке за небольшие деньги, то старый друг – жёсткий диск поможет вам. В том случае, если вы нуждаетесь в быстром решении задач при большой нагрузке – это SSD ваш выбор.

Источник

SSD для сервера

Раньше твердотельные накопители недооценивали. Низкая надежность, высокая стоимость, недостаток объема. Соответственно, чаще использовались жесткие диски и массивы RAID разной степени сложности для получения более высокой скорости и увеличения надежности. Сейчас ситуация заметно изменилась, потому флеш-память становится все более распространенной. В персональных компьютерах уже главный совет — установка SSD. Но в корпоративном сегменте все заметно сложнее и требуются более гибкие решения. Впрочем, флеш-память используется здесь все чаще. На 2020 год прогнозируемое количество твердотельных накопителей в серверном сегменте будет составлять более 30% в расчете на объем. И продолжит расти. Так что, самое время поговорить о SSD для сервера.

Упор на производительность

Дисковая подсистема, даже построенная с помощью RAID-массивов, низменно является бутылочным горлышком системы. HDD медлительны, несмотря на значительный рост объемов, скорость накопителей за многие годы практически не выросла. Соответственно, использовать для кеширования данных, быстрой разверстки виртуальных машин и в системах с преобладанием случайных обращений становится затруднительно. Использование RAID для увеличения скорости тоже не дает серьезных результатов. Потому использование SSD в серверах стало неизбежностью.

Благодаря флеш-памяти обладатели серверного оборудования наконец-то смогли вздохнуть спокойно, ибо стало проще разворачивать производительные дисковые подсистемы, которые стали довольно надежными, позволяют работать со случайными обращениями и не являются бутылочным горлышком в платформе. Современные SSD постепенно начали превосходить HDD во всем.

HDD на текущий момент годятся только в качестве хранилищ или в системах, где скорость дисковой подсистемы не особо принципиальна. Но даже в таких серверах предпочитают операционную систему и основные приложения размещать на твердотельных накопителях, в противном случае загрузка будет занимать вечность, а запуск любого приложения отправит сотрудника на перекур.

Конечно, SSD для сервера могут заметно ускорить работу системы, но цена все еще заметно выше, чем у жестких дисков, так что вложения до сих пор существенны. Потому, поговорим о проблемах выбора.

Solid-state drive – запоминающее устройств о на основе флеш-памяти. Существуют разные типы, например, основанные на разны х метод ах соединения ячеек:

NOR – двумерная матрица проводников, с одн им звеном на пересечении;

NAND – двумерная матрица проводников просто транзистор заменен на столбец из последовательно размещенных ячеек.

В современных «резервуарах памяти» чаще используется второй вариант, ведь он более хорош во многих смыслах:

большая плотность записи;

стирание памяти в блоках производится сразу, в NOR сначала требуется обнулить все байты блока;

NAND в 2020 году применять целесообразнее. NOR-SSD на рынке сейчас не видно, нет даже в планах, так что лучше вести повествование о актуальном направлении.

Итак, стоит посмотреть на существующие классические типы NAND (3D NAND рассмотрим позже):

Тип флеш-памяти

TDW – количество циклов записи/стирания ячейки памяти, через указанное количество циклов звено с высокой вероятностью «умирает»;

все значения времени указаны для одной ячейки. μs – микросекунды, ms — миллисекунды.

Так-с, теперь пришло время поговорить о каждом типе отдельно.

Имеет один бит на ячейку, что снижает нагрузку на нее, соответственно, звено живет значительно дольше. К тому же, благодаря одноуровневой структуре снижены задержи и выше скорость чтения/записи.

Например, накопитель Transcend 500TS64GSSD500 построен на SLC. Стоимость за 64 ГБ составит примерно 45 000 рублей. Недешево. Так что даже в серверах увидеть можно редко. Есть более удобные альтернативы, практически ничем не уступающие. К тому же, низкая плотность записи даст о себе знать. Здесь приходится выделить каждый бит на отдельный элемент, соответственно, физический размер устройства будет расти с количеством оных. Соответственно, при больших объемах памяти в сочетании с компактностью говорить не приходится.

Многоуровневая. Имеет большую плотность записи, ведь на ячейку уже 2 бита, соответственно, ниже стоимость. Но, пришлось пожертвовать надежностью. На данный момент один из наиболее распространенных типов флеш-памяти после 3D-NAND. Для реализации пришлось ввести дополнительные 4 пороговых напряжения, но, как оказалось, требования к состоянию микросхем возросли, деградация свойств плат сильнее отражалась на работоспособности компонентов, потому количество циклов перезаписи значительно сократилось.

Впоследствии решили сделать трехуровневый SSD, чтобы еще сильнее увеличить плотность записи и снизить конечную стоимость твердотельного накопителя. К сожалению, это негативно отразилось на быстродействии, а также серьезно сократило TDW.

На реализацию такой структуры требуется 8 уровней порогового напряжения. Требования к микросхемам возрастают еще сильнее, что ведет к более стремительной деградации. Так что удешевить получилось, увеличить плотность записи тоже, но надежность вышла приемлемой только для потребительского сегмента. В качестве SSD для сервера не подойдет.

Устройства класса NAND такого типа памяти разрабатывали только экспериментально. Ключевое отличие — 16 уровней зарядов на ячейку, то есть 4 бита на каждую. К несчастью, надежность стала столь низкой, что выпуск подобного solid state drive не имела смысла. Зато реализация QLC в 3 D-NAND вышла на порядок надежнее, потому применение нашла там.

3D-NAND

Задача создавать более емкие быстрые и компактные «резервуары» с выходом предыдущих типов «флешек» не потеряла актуальность. Как увеличить надежность и удешевить изделие одновременно?

Конечно, наука нашла ответ на данный вопрос, все-таки, люди могут быть очень изобретательными, когда припрет. И разработка постепенно пришла к многослойной структуре. Конечно, еще была задача вписаться в форм-факторы, потому увеличивать размер накопителя было нельзя. А вот сделать «блин» очень даже можно.

Как увеличить емкость?

Добавляем количество бит для каждого звена памяти. Теряем надежность, увеличиваем энергопотребление. Результат получится не очень. А физически размер увеличить тоже не вариант, ибо рынок требует компактности.

Техпроцесс. Если минимизировать физический размер звена, то в пределах одной платы можно разместить больше ячеек. Решили идти по этому пути.

Уменьшили, но и здесь оказался облом. Оказалось, что ниже 15нм снизить размер физически невозможно, и чем ближе к пределу, тем непомернее растет количество брака. Пришлось поискать другой вариант, позволяющий достичь поставленных целей.

Было решено увеличивать численность элементов не горизонтально, а вертикально, соответственно, в пределах одной микросхемы стало помещаться больше памяти, а некоторые проблемы, которые были характерны для предыдущих классов памяти, отошли на задний план. Правда, пришли новые (выросла вероятность брака, некоторые ячейки неправильно работают), но ходят слухи, что с ними успешно справляются. UPD: в 2019 году проблемы битых ячеек успешно решили, новые накопители стали на порядок качественнее и надежнее.

В общем, SSD для сервера на основе 3 D NAND – наиболее разумный вариант. Дешевле, чем классические типы, зато имеют высокую надежность и отличные перспективы.

Источник

Лучший SSD для сервера

Во времена господства жёстких дисков при выборе нового накопителя достаточно было определиться с ёмкостью, скоростью вращения шпинделя и производителем. С SSD всё намного сложнее, тем более если он будет использоваться в сервере для обработки важных данных. Неправильно подобранный интерфейс может стать узким местом всей системы, ограничивая производительность ваших приложений. А у модели со скромным ресурсом записи есть риск выхода из строя буквально за пару месяцев активной эксплуатации. Чтобы сэкономить вам время, мы изучили предложения на рынке и собрали лучшие серверные SSD. Вы также узнаете, на какие характеристики накопителей стоит обращать внимание в первую очередь.

Лучшие SSD для сервера:

Samsung 983 DCT

Быстрый SSD по разумной цене

Корпоративный NVMe-накопитель начального уровня стоит не намного дороже SATA-моделей и при этом обеспечивает существенный прирост производительности. Samsung 983 DCT оптимизирован для чтения и смешанных нагрузок. В последнее время в продаже чаще встречается OEM-версия Samsung PM983.

Micron 9300 Max

Максимум производительности и большой объём

Intel D3-S4610

Экономичный SSD с большим ресурсом записи

Intel D3-S4610 имеет типичную для SATA SSD скорость, зато пользователи могут рассчитывать на долгий срок службы. Даже младшая модель на 240 ГБ способна записать более полутора петабайтов информации за весь свой жизненный цикл. Накопители серии также отличаются низким энергопотреблением.

Kingston DC500R

Доступный серверный SSD с SATA-интерфейсом

Kingston DC500R подойдёт для сценариев, где преобладают операции чтения. Накопитель имеет защиту по питанию и поддерживает аппаратное шифрование. SSD не перегревается при длительных рабочих нагрузках, показывая стабильные скоростные характеристики.

Intel Optane SSD 905P

Производительный и долговечный накопитель с памятью 3D XPoint

Накопители Optane сильны в операциях случайного чтения и записи. Они существенно дороже «классических» SSD, но имеют ещё один козырь — огромнейший ресурс работы. Использование Intel Optane 905P оправдано там, где важны низкие задержки.

Seagate Nytro 3731

Надёжный SSD для масштабируемых сред

Накопители с SAS-интерфейсом продолжают использовать в многодисковых системах, где нужна высокая производительность и надежность хранения. Seagate Nytro 3731 соответствуют обоим требованиям: накопители развивают скорость до 2.2 ГБ/с и способны выдержать 10 циклов перезаписи в день.

Samsung 983 DCT

Благодаря высоким показателям производительности NVMe SSD-накопители постепенно вытесняют другие носители в серверном сегменте, к тому же Samsung 983 DCT обойдётся не намного дороже SATA-аналогов. Производителем заявлена скорость последовательного чтения до 3 ГБ/с и 1.9 ГБ/с для записи, стоит также отметить низкие задержки записи. Для SSD допускается ежедневная перезапись 0.8 объёма. Твердотельный накопитель выпускается в версиях на 960 ГБ и 1.9 ТБ, но в продаже также встречается OEM-версия Samsung PM983 ёмкостью до 7.68 ТБ. Она имеет такие же скоростные характеристики, но поставляется с трёхлетней гарантией против 5 лет у 983 DCT (соответственно, при одинаковом ресурсе показатель DWPD равен 1.3). Фирменная утилита Samsung SSD DC Toolkit позволяет управлять работой SSD из командной строки.

2 причины купить:

1 причина не покупать:

Micron 9300 Max

Семейство Micron 9300 представлено двумя моделями Pro и Max, основанными на одном и том же аппаратном обеспечении. Отличие заключается в расширенной резервной области памяти в Max-версии, что позволило добиться более высокой скорости случайной записи. На низкой глубине очереди накопитель немного уступает решениям с памятью 3D XPoint, но, по начиная с QD4, обеспечивает уже сопоставимую производительность, а затем и обходит своих конкурентов. При последовательном чтении и записи скорость может достигать 3500 МБ/с, что близко к пределу интерфейса PCIe 3.0 x4. В наличии полный набор корпоративных функций. Помимо аппаратного шифрования и защиты от потери питания поддерживается пространство имён (NVMe Namespaces). SSD можно разделить на несколько логических блоков, которые будут видны как отдельные устройства. Накопители большой ёмкости рассчитаны на запись от 18.6 до 74.7 петабайт данных.

4 причины купить:

1 причина не покупать:

Intel D3-S4610

В силу используемого интерфейса серия Intel D3-S4610 не ставит рекордов быстродействия. Зато накопители можно полностью перезаписывать по три раза в день на протяжении всего гарантийного срока (5 лет). Ресурс заявлен даже с запасом: модель на 480 ГБ способна записать 3 петабайта данных за время использования, что эквивалентно 3.42 DWPD. Такие SSD подойдут для установки в сервер баз данных. Устройства в металлическом корпусе не сильно нагреваются под нагрузкой и экономичны в плане энергопотребления. Чтобы работа S4610 была максимально беспроблемной, рекомендуется обновить прошивку накопителя до актуальной версии. Это можно сделать в том числе при помощи фирменной утилиты Intel Memory and Storage Tool.

3 причины купить:

1 причина не покупать:

Kingston DC500R

Как подсказывает «R» в названии, Kingston DC500R создан для приложений с ориентацией на чтение. Это самая доступная модель в линейке, которую оснастили конденсаторами для защиты от непредвиденного отключения питания. Это снижает риски потери данных в непредвиденных ситуациях. Использование SATA-интерфейса ограничивает максимальную скорость чтения и записи, но по крайней мере DC500R поддерживает постоянную скорость записи на всём объёме памяти. Металлический корпус обеспечивает хороший теплоотвод. Утилита Kingston SSD Manager позволяет не только следить за «здоровьем» накопителя, но и настраивать размер резервной области. Немного уменьшив доступное пространство, в результате можно повысить производительность и увеличить ресурс. Тем не менее, для серверов с большей активностью записи лучше выбрать старшую модель серии Kingston DC500M с более высоким ресурсом перезаписи 1.3 DWPD.

3 причины купить:

1 причина не покупать:

Intel Optane SSD 905P

Intel Optane SSD с технологией 3D XPoint обладают исключительной выносливостью. В течение всего срока службы накопители способны записать десятки петабайт данных. Для сравнения, у «обычных» SSD сопоставимой ёмкости ресурс измеряется в терабайтах. Устройства Optane отлично показывают себя в сценариях произвольного доступа, выдавая до 575000/550000 IOPS при случайном чтении/записи. Intel Optane SSD 905P обеспечивают высокие показатели качества обслуживания и остаются отзывчивыми на длинных очередях. Серия состоит из накопителей трёх форм-факторов: Add-in Card, U.2 и M.2 (последний редко встречается в продаже). У компании также есть отдельная линейка накопителей Optane для центров обработки данных. Они предлагают ещё более высокие показатели DWPD и улучшенную защиту по питанию, но обойдутся существенно дороже.

3 причины купить:

1 причина не покупать:

Seagate Nytro 3731

Несмотря на растущую популярность NVMe SSD, накопители с SAS-интерфейсом пока рано списывать со счетов. Seagate Nytro 3531 разработаны для требовательных корпоративных приложений. SSD высокой ёмкости поддерживают двухпортовое подключение, что позволяет считывать данные при 2200 МБ/с и записывать при 1550 МБ/с («всего» 1000 МБ/с в случае базовой версии на 400 ГБ). Топовая модель серии способна выдержать ежедневную десятикратную перезапись полной ёмкости. Накопитель подойдёт для сложных рабочих нагрузок с высокой интенсивностью записи, таких как системы оперативной обработки транзакций (OLTP), почтовые сервисы и виртуальные серверы для разработки.

2 причины купить:

1 причина не покупать:

Как выбрать SSD для сервера

Выше мы уже упоминали интерфейсы, показателях выносливости и производительности в разных сценариях. Теперь поговорим обо всём об этом подробнее. При выборе SSD для сервера стоит учитывать следующие факторы:

Форм фактор

Сами чипы флеш-памяти занимают не так много места, что позволяет выпускать SSD разных форм и размеров в зависимости от потребностей пользователя. Форм-фактор определяет форму и размеры накопителя, а наиболее распространёнными являются:

2.5″. Также известен как Small Form Factor (SFF) и U.2 (хотя на самом деле это название разъёма). Все 2.5-дюймовые накопители имеют стандартную длину и ширину. Высота колеблется в пределах от 7 до 15 мм.

Add-in card (AIC). SSD в виде платы расширения устанавливаются непосредственно в слот PCI Express на материнской плате. Чаще выпускаются в типоразмере HHHL (half height, half length) половинной высоты и ширины. Данный тип подключения позволяет задействовать больше PCIe-линий, а сами размеры AIC позволяют реализовать эффективное охлаждение. Всё это увеличивает максимально возможную производительность, но возможность горячей замены накопителя не предусмотрена.

M.2 — популярный форм-фактор SSD для ноутбуков также используется и в серверном оборудовании. Ограничением может стать количество разъёмов, обычно на плате доступны один-два слота. Стандартные размеры M.2-накопители — это 22 мм в ширину и до 110 мм в длину.

Интерфейс

Интерфейс определяет, каким образом SSD взаимодействует с систему. Накопители разных форм-факторов могут использовать один и тот же интерфейс. Если мы говорим о серверах, обычно речь идёт о:

SATA. Используется в качестве интерфейса недорогих SSD. Скорость передачи данных у SATA-накопителей не превышает 600 МБ/с при последовательных операциях, и именно интерфейс выступает главным ограничителем производительности. Такие устройства не подходят для приложений, требовательных к скорости отклика.

SAS — устоявшийся стандарт корпоративных систем хранения. Интерфейс получил популярность благодаря масштабируемости и более высокой пропускной способности за счёт одновременной передачи сигнала в двух направлениях. SAS 12 Гбит/с обеспечивает свыше 1 ГБ/с на каждом из двух портов. Возможно одновременное подключение дискового массива к двум серверам (если какой-то из них выйдет из строя, доступ к информации сохранится). Но для SAS-дисков нужен контроллер RAID или HBA (Host Bus Adapter).

В случае с NVMe-интерфейсом твердотельные накопители подключаются в шину PCIe, которая соединена с процессором напрямую или через чипсет. В результате существенно уменьшаются задержки, а скорость передачи данных упирается в быстродействие самой памяти.

При выборе NVMe SSD необходимо учитывать поддерживаемую версию стандарта PCI Express. PCIe 3.0 обеспечивает до 1 ГБ/с на линию (4 ГБ/с для «x4 Gen 3» слота). Новое поколение PCIe 4.0 удваивает эту скорость.

Типы флеш-памяти

SSD записывают информацию на чипы флеш-памяти, также известной как NAND. Когда только появились твердотельные накопители, в каждой ячейке мог храниться только один бит (0 или 1). Память SLC (Single-Level Cell) обеспечивала высокую скорость передачи данных, но низкая плотность информации и дорогое производство дали толчок развитию других технологий. Сегодня специальные алгоритмы позволяют различать разные уровни заряда ячейки, которые будут соответствовать определённой последовательности битов. Обратной стороной такого подхода является снижение долговечности. У каждой ячейки есть свой ресурс работы, но чем больше бит информации в ней хранится, тем чаще её будут перезаписывать.

В современных SSD можно встретить следующие типы памяти:

MLC (Multi-Layer Cell). Каждая ячейка хранит два бита информации. Преимуществами MLC памяти стала высокая скорость и надёжность, но применяется она всё реже из-за высокой стоимости.

TLC (Triple-Level Cell) — самый широко используемый тип. По сравнению с MLC скорость записи будет ниже, ресурс работы также уменьшился. TLC-память дешевле в производстве, что позволило сделать SSD более доступными.

QLC (Quad-Level Cell) появилась относительно недавно. Из-за сравнительно невысокой износостойкости QLC-память применяется в основном в потребительских SSD, хотя уже появляются недорогие серверные модели.

В накопителях на базе TLC и QLC применяется технология SLC-кэширования, когда часть ячеек переводится в однобитный режим работы на высокой скорости. После заполнения кэша скорость записи может уменьшиться в несколько раз. Впрочем, в серверных моделях часто обходится без «псевдо-SLC».

Отдельно стоят накопители Intel Optane с памятью 3D XPoint. Она использует перекрёстную структуру с возможностью адресации отдельных ячеек, в которых в свою очередь хранится только один бит данных. Главные преимущества технологии — отличная выносливость и высокая скорость как в последовательных, так и в случайных операциях. Правда, цена тоже немаленькая. Выпуск 3D XPoint обходится в несколько раз дороже производства NAND.

Производительность

При выборе SSD для сервера необходимо учитывать следующие параметры:

IOPS – число операций ввода-вывода (I/O), которые SSD способен обработать за одну секунду. Значение указывается в привязке к размеру блока данных (например, 4 КБ) и измеряется отдельно для операций чтения и записи. Производители накопителей корпоративного класса иногда приводят IOPS при смешанной нагрузке чтение/запись в соотношении 70/30 процентов.

Пропускная способность. Показывает объём данных, передаваемых за единицу времени при последовательном чтении и записи информации на SSD. Указывается в мегабайтах в секунду (МБ/с) или гигабайтах в секунду (ГБ/с).

Задержка — отрезок времени от отправки запроса приложением и до получения ответа. Она измеряется в микросекундах. При увеличении глубины очереди (количества одновременных запросов на чтение или запись) задержка также растёт.

Качество обслуживания (QoS) отражает постоянство задержки. Для серверных моделей SSD приводятся значения задержки в соотвествии с заданным уровнем обслуживания (99.9%, 99.99% или 99,999% — по количеству операций ввода/вывода, выполняемых за указанное время). Таким образом производительность SSD становится более предсказуемой.

Выносливость и защита по питанию

Срок службы накопителя можно оценить по стойкости к суточной перезаписи Drive Writes per Day (DWPD). Вторая полезная метрика — Total Bytes Written (TBW). Это прогнозируемый объём записанных данных до выхода накопителя из строя. Первый показатель можно рассчитать из второго. Или наоборот:

TBW = DWPD * Количество лет гарантии * 365 * Ёмкость в ТБ

Вполне может оказаться, что накопитель большой ёмкости с более низким DWPD способен записать больше данных. Продлить жизнь накопителю можно за счёт увеличения резервной области памяти — так у него будет больше запасных ячеек на замену изношенным. В любом случае, у обычного потребительского SSD и рейтинг выносливости относительно небольшой. В серверах стоит использовать накопители корпоративного класса.

Ещё одно преимущество специализированных SSD — защита от сбоев питания. Для этого на плате устанавливаются дополнительные конденсаторы, заряда в которых достаточно для проведения всех незаконченных операций записи.

Примечательно, что у потребительской серии Intel Optane 905P нет конденсаторов. Мы добавили их в топ, потому как накопители нового поколения не используют DRAM-кеширование. Подтверждение записи отправляется тогда, когда информация уже в памяти, и риск потери данных в любом случае невысок. Хотя если бюджет позволяет, для большей надёжности стоит выбирать модели Optane для дата-центров — они поддерживают технологию Enhanced Power Loss Data Protection с проверками целостности данных.

Ответы на популярные вопросы

SSD или HDD для сервера — что выбрать?

SSD лучше всего подходят для сценариев, где требуется высокая скорость обмена данными. При последовательной записи на Samsung 983 DCT скорость может достигать 1900 МБ/с. У Micron 9300 Max этот показатель почти в два раза выше, а у HDD — всего несколько сотен мегабайт в секунду. Твердотельные накопители более устойчивы к ударам и вибрациям, а также имеют более широкий рабочий диапазон температур. В свою очередь, жёсткие диски дешевле и могут успешно использоваться в качестве носителей архивных данных. При объединении нескольких HDD в RAID-массив также можно добиться неплохой производительности.

От чего будет зависеть скорость SSD?

Прежде всего от используемого интерфейса. У SATA-накопителя Kingston DC500R она ограничена 550 МБ/с, модели с SAS-интерфейсом могут работать в несколько раз быстрее. Лидерами по быстродействию остаются NVMe-диски, такие как Micron 9300 Max, но чтобы раскрыть их потенциал, нужны нагрузки с высокой глубиной очереди.
В операциях случайного доступа скорость будет всегда ниже, чем при последовательном чтении и записи. Кроме того, производительность снижается при заполнении SSD.

Сколько прослужит серверный SSD?

От сбоев и поломок никто не застрахован, но примерно оценить срок жизни накопителя можно по показателям выносливости. Производители обычно указывают общий объём данных, которые можно записать на SSD до его выхода из строя, и количество циклов полной перезаписи накопителя в день на протяжении гарантийного срока. Одни из самых выносливых носителей выпускает Intel в линейке Optane.

Источник