V tom, čo sa zdá ako veľmi náhly krok, sa technológia SSD stala hlavným prúdom. Tieto rýchle jednotky SSD sú bežnou funkciou aj na počítačoch strednej triedy. Dokonca aj ďalšia generácia Playstation bude obsahovať SSD^{(feature an SSD)} namiesto tradičnejšieho pevného disku.

Vo všeobecnosti je to dobrá vec. SSD disky^(SSDs) predstavujú veľký skok vo výkone oproti tradičným pevným diskom. Prinášajú však so sebou aj niektoré špeciálne požiadavky na používanie a údržbu. Väčšina používateľov, ktorí si to prečítajú, už pravdepodobne má SSD vo svojom systéme alebo ho takmer určite dostane vo svojom ďalšom systéme.

Je teda správny čas rozbaliť jeden z najdôležitejších, no nepochopených problémov jedinečných pre technológiu SSD . Hovoríme o opotrebovaní SSD . Mýtický zabijak diskov, ktorý nedal v noci spať mnohým skorým osvojiteľom tejto technológie.

Predtým, ako sa budeme zaoberať tým, čo opotrebenie SSD vlastne je, musíme stručne povedať, ako sa ^(SSD)SSD^(SSDs) líšia od pevných diskov, ktoré všetci poznáme a milujeme.

Ako sa líšia ^(Differ)SSD^(SSDs) a tradičné pevné^{(Traditional Hard)} disky

Tradičný mechanický pevný disk pozostáva z platní potiahnutých špeciálnym magnetickým materiálom. Platňa sa otáča tisíckami otáčok za minútu, zatiaľ čo čítacie/zapisovacie hlavy kĺžu po ich povrchu na vrecku vzduchu tenšom ako ľudský vlas.

Prvé pevné disky boli také veľké, že potrebovali na doručenie lietadlo^{(needed an airplane for delivery)} – pričom obsahovali iba niekoľko jednotlivých megabajtov dát. V dnešnej dobe sa 4TB prenosný pevný disk ľahko zmestí do vrecka. Tieto disky sú lacné, priestranné a celkom spoľahlivé v porovnaní s tým, ako to bolo na začiatku.

Technológia mechanických pevných diskov však nemá nádej, že bude držať krok s pokrokom polovodičových počítačových komponentov, ako sú CPU^(CPUs) , RAM a flash pamäť. Platne sa môžu otáčať len tak rýchlo, hlavy na čítanie a zápis sa môžu pohybovať len tak, ako to fyzikálne zákony umožňujú objektom s takouto hmotnosťou.

Jednotky SSD nemajú žiadne pohyblivé časti. Všetko sú to polovodičové obvody. Elektróny sa môžu pohybovať cez kremíkové čipy oveľa, oveľa^(much) rýchlejšie ako akékoľvek mechanické komponenty. To^(Which) je dôvod, prečo aj ten najlacnejší SSD výkon úplne zničí mechanický disk.

Keďže nemajú žiadne mechanické časti, sú tiež oveľa menej fyzicky krehké a oveľa menej náchylné na poruchy. Na druhej strane, jednoduché používanie SSD skráti jeho životnosť a ak ich použijete nesprávnym spôsobom, môže byť toto skrátenie dosť dramatické. Tak čo sa deje?

Prečo sa disky SSD opotrebúvajú?

Po prvé^(First) , čítanie údajov z SSD nemá žiadny výrazný vplyv na jeho životnosť. Namiesto toho je to akt zápisu do bunky flash pamäte, ktorý ju degraduje. Každá pamäťová bunka v SSD má oxidovú zložku. Dve vrstvy jednej alebo druhej chemikálie zmiešané s kyslíkom. Elektróny sú zachytené medzi týmito oxidovými vrstvami.

Aký je stav danej bunky, závisí od úrovne nabitia. Inými slovami, koľko elektrónov je zachytených medzi vrstvami oxidu. Zakaždým, keď sa tento stav zmení, oxidové vrstvy sa opotrebujú a nakoniec stratia svoju schopnosť obsahovať elektróny. To môže znemožniť správne čítanie stavu. Napíšte^(Write) do bunky príliš veľakrát a nakoniec sa to pokazí.

Typy technológie SSD a výdrž

Aj keď všetky SSD disky^(SSDs) trpia opotrebovaním pri zápise, nie všetky majú rovnakú toleranciu. Existujú rôzne konštrukcie pamäťových buniek, ktoré menia, koľko informácií môže byť uložených v jednej bunke.

Najrobustnejší dizajn je známy ako SLC alebo jednoúrovňová bunková^{(single level cell)} pamäť. To ukladá iba jeden bit údajov v bunke, čím sa stáva binárnym. Je teda celkom ľahké rozlíšiť medzi úrovňou nabitia, ktorá predstavuje jeden alebo druhý stav, aj keď došlo k pomerne veľkému opotrebovaniu.

Návrhy MLC^(MLC) a TLC , viacúrovňové a trojúrovňové, ukladajú dva a tri bity na bunku. Ich bunky majú viacero úrovní, a preto veľa rôznych stavov, ktoré je potrebné čítať. Keďže okraje medzi rôznymi stavmi buniek sú užšie, aj malé opotrebenie môže spôsobiť problémy s kapacitou elektrónov, ktoré znemožňujú vyvolanie správneho stavu.

Takže by sme mali používať iba SLC , však? Problém je v tom, že SLC je neuveriteľne drahé na gigabajt. Je rýchly a robustný, no nie veľmi hustý. Väčšina prémiových SSD diskov v počítačoch v súčasnosti používa MLC a TLC sa stáva populárnejším vďaka väčším kapacitám za dobrú cenu.

Ako veľmi sa teda musíte v praxi obávať nedostatočnej výdrže týchto lacnejších produktov?

Výdrž SSD v praxi

Odpoveď na túto otázku dnes znie „vôbec nie“. V začiatkoch počítačových SSD diskov^(SSDs) ste mohli jeden zničiť len za pár hodín tým, že ste ho zabili žiadosťami o zápis. Dnes môžete očakávať, že viacúrovňové jednotky budú mať oveľa väčšiu výdrž pri zápise, než kedy bežný používateľ bude potrebovať.

Existuje na to niekoľko dôvodov, ale záleží na tom, že samotné disky sú oveľa inteligentnejšie a moderné operačné systémy vedia, ako správne používať disky SSD .

Napríklad disky SSD^(SSDs) teraz používajú techniku známu ako vyrovnávanie opotrebovania^{(wear-leveling)} . Toto transparentne rozšíri zápis buniek po celom disku, takže opotrebovanie prebieha rovnomerne. V opačnom prípade by niektoré bunky zomreli oveľa rýchlejšie ako iné.

Akú výdrž pri zápise teda môžete očakávať? Najnovšia generácia diskov, ako napríklad Samsung 950 Pro 512 GB^{(Samsung 950 Pro 512GB drive)} , má výdrž zápisu 400 TB. Mnoho ľudí však stále používa populárne staršie disky, ako napríklad 850 EVO . Tento disk má „len“ 150 TB.

Testy mučenia^{(Torture tests)} ukazujú, že toto hodnotenie je veľmi konzervatívne. V reálnom živote tento model disku zabral neuveriteľných 9100 TB zápisov, kým sa vzdal ducha. Takže číslo 150 TB je len bod, pri ktorom už výrobca nebude rešpektovať záruku.

Jednotky spotrebiteľskej triedy by sa však nemali používať na žiadnu prácu, pri ktorej sa neustále veľa zapisuje na disk. Nie sú vhodné na serverové použitie alebo ako mechaniky na poškriabanie ťažkých médií. Pre bežné každodenné spotrebiteľské používanie je však výdrž zápisu niečo, o čom nikdy nebudete musieť tráviť čas premýšľaním.

Kúpte si dobrú značku disku^{(Buy a good brand of drive)} a v každom prípade si pravidelne zálohujte svoje kritické dáta.

Everything You Need To Know About SSD Wear & Tear

In what seems like a verу sudden move, SSD technology has gone mainstream. These fast, solid-state drives are a common feature on even mid-range computers. Even the next generatiоn of Playstation will feature an SSD instead of a more traditional hard drive.

In general this is a good thing. SSDs represent a major leap in performance over traditional hard drives. However, they also bring some special usage and maintenance considerations with them. Most users reading this probably have an SSD in their system already or will almost certainly get one in their next system.

So the time is right to unpack one of the most important, yet misunderstood, issues unique to SSD technology. We’re talking about SSD wear and tear. The mythical killer of drives that has kept many an early adopter of this technology awake at night.

Before we can tackle what SSD wear and tear actually is though, we need to briefly talk about how SSDs are different from the hard drives we all know and love.

How SSDs & Traditional Hard Drives Differ

The traditional mechanical hard drive consists of platters coated in a special magnetic material. The platter spins at thousands of revolutions per minute, while read/write heads skate across their surfaces on a pocket of air thinner than a human hair.

The first hard drives were so big, they needed an airplane for delivery – while only holding a few single megabytes of data. These days a 4TB portable hard drive easily fits in your pocket. These drives are cheap, capacious and pretty reliable compared to how things were at the outset.

Yet, mechanical hard drive technology has no hope of keeping up with the advancement of solid state computer components such as CPUs, RAM and flash memory. Platters can only spin so fast, read/write heads can only move as the laws of physics allow objects with that much mass to do.

Solid state drives have no moving parts. It’s all semiconductor circuitry. Electrons can move through silicon chips much, much faster than any mechanical components ever could. Which is why even the cheapest SSD will completely obliterate a mechanical drive in performance.

Since they have no mechanical parts, they are also much less physically fragile and far less prone to failure. On the other hand, simply using an SSD will shorten its lifespan and if you use them in the wrong way, that shortening can be quite dramatic. So what’s going on?

Why Do SSDs Wear Out?

First of all, reading data from an SSD doesn’t have any appreciable effect on its lifespan. Instead, it’s the act of writing to the flash memory cell that degrades it. Each memory cell within an SSD has an oxide component. Two layers of one or another chemical mixed with oxygen. Electrons are trapped between those oxide layers.

What a given cell’s state is, depends on the charge level. In other words, how many electrons are trapped between the oxide layers. Every time that state is changed, the oxide layers wear down, eventually losing their ability to contain electrons. This can make the state impossible to read correctly. Write to a cell too many times, and it eventually goes bad.

SSD Technology Types and Endurance

While all SSDs suffer from write wear, they don’t all have the same amount of tolerance for it. There are different memory cell designs, which change how much information can be stored in a single cell.

The most robust design is known as SLC or single level cell memory. This stores only a single bit of data in a cell, making it binary. It is therefore quite easy to distinguish between a charge level that represents one state or another, even after quite a lot of wear has happened.

MLC and TLC designs, multi- and triple- level, store two and three bits per cell respectively. Their cells have multiple levels and therefore many different states that have to be read. Since the margins between different cell states are narrower, even a small amount of wear can cause electron capacity issues that make it impossible to recall the correct state.

So we should only use SLC, right? The problem is that SLC is incredibly expensive on a per-gigabyte basis. It’s fast and robust, but not very dense. Most of the premium SSD drives in computers these days are using MLC, and TLC is becoming more popular thanks to bigger capacities at a good price.

So how much do you have to worry about the lack of endurance of these cheaper products in practice?

SSD Endurance In Practice

The answer to that question today is “not very much at all”. In the early days of computer SSDs you could destroy one in just a few hours by hammering it with write requests. Today you can expect multi-level drives to have way more write endurance than the typical user will ever need.

There are a few reasons for this, but it comes down to the drives themselves being much smarter and modern operating systems knowing how to use SSD drives properly.

For example, SSDs now use a technique known as wear-leveling. This transparently spreads cell writes around the entirety of the disk so that wear happens evenly. Otherwise some cells would die much more quickly than others.

So how much write endurance can you expect? The latest generation of drives, such as the Samsung 950 Pro 512GB drive has a write endurance of 400TB. However, many people are still using popular older drives such as the 850 EVO. That drive is rated for ‘only” 150TB.

Torture tests show that this rating is very conservative. In real life use that model of drive took a whopping 9100TB of writes before giving up the ghost. So the 150TB number is just the point at which the manufacturer won’t honor the warranty any more.

Still, consumer grade drives should not be used for any job where lots of disk writing happens on a constant basis. They’re no good for server use or as heavy media scratch drives. For normal every day consumer use however, write endurance is something you’ll never have to spend any time thinking about.

Buy a good brand of drive and, either way, make regular backups of your mission-critical data.

Štefánia Sobotková

About the author

Používam Google Chrome a používam ho už roky. Viem, ako efektívne využívať funkcie prehliadača a dokážem spracovať akýkoľvek typ webovej stránky, s ktorou sa môžete stretnúť. Mám tiež skúsenosti s nástrojmi na zabezpečenie rodiny vrátane aplikácie Google Family Safety, ktorá vám umožňuje sledovať aktivity vašich detí na internete.

Všetko, čo potrebujete vedieť o opotrebovaní SSD