Doradztwo techniczne

• Różnice konstrukcyjne między HDD a SSD
• Różnice wydajności pomiędzy HDD i SSD

W ofercie CSI znajduje się szeroka gama produktów bazujących na pamięciach NAND Flash, w szczególności tych mogących pracować w wyjątkowo trudnych warunkach środowiskowych. W dalszej części artykułu postaramy się omówić charakterystyczne różnice pomiędzy dyskami HDD oraz SSD. Nasi inżynierowie wsparcia technicznego służą pomocą w dobraniu odpowiednich dysków zgodnie z państwa wymogami.

SSD vs HDD – konstrukcja

Pierwszą istotną różnicą między tymi dwoma typami dysków jest ich konstrukcja oraz warunki pracy w których mogą pracować. Poniższa tabela oraz jej omówienie przedstawia zestawienie najważniejszych parametrów dysków HDD i SSD.

*opcjonalnie

TEMPERATURA

Zakres temperatur pracy oraz temperatur przechowywania jest znacznie szerszy dla dysków SSD niż dla HDD. Standardowe dyski HDD nie pozwalają na użytkowanie ich w temperaturach poniżej 0°C. Dla specjalistycznych dysków HDD można rozszerzyć te parametry jedynie do -15°C dla minimalnej oraz +60°C dla maksymalnej temperatury pracy. Pamięci typu SSD, przystosowane do ciężkich warunków środowiskowych mogą być użytkowane w temperaturach mieszczących się w zakresie od -40°C do aż +85°C.

POBÓR MOCY

Brak mechanizmu napędowego talerzy oraz głowicy do odczytu danych pozwoliło znacznie ograniczyć zużycie mocy przez dyski SSD. Dla testowanego przypadku różnica poboru mocy przez pamięć SSD jest 28 razy mniejsza niż przez dysk HDD. Może się wydawać, że przy wielkościach rzędu miliwatów jest to niewiele, jednak przy zasilaniu urządzenia wyposażonego w dysk SSD z baterii bądź akumulatorów uzyskamy dłuższy czas pracy takiego urządzenia. Dodatkową zaletą działającą na korzyść SSD jest fakt, że mniejszy pobór mocy przez dysk wiąże się z mniejszą ilością wytwarzanego przez niego ciepła. W przypadku niedużych urządzeń, wyposażonych w dyski HDD bądź dyski SSD może mieć to istotne znaczenie – zmniejsza to narażenie na przegrzanie urządzenia.

WYTRZYMAŁOŚĆ

Ze względu na rozwiązania konstrukcyjne pamięci SSD są trwalsze i bardziej odporne na uszkodzenia mechaniczne niż HDD. Przeciętny dysk HDD jest w stanie wytrzymać wibracje podczas pracy nie przekraczające 1 gRMS (przy częstotliwości drgań 10 – 2000 Hz) oraz wstrząsy o amplitudzie dochodzącej do 400G. Specyfika dysków SSD daje im możliwość rozszerzenia ich granic wytrzymałościowych. Odporność pamięci SSD na wibracje może dochodzić do 20 gRMS, a wytrzymałość na wstrząsy do 1500G. Dla testowanego dysku były to wielkości 5 gRMS oraz 1500G. Porównując te dane można stwierdzić, że wytrzymałość SSD jest przynajmniej czterokrotnie większa niż HDD. W związku z powyższym zaleca się stosowane dysków SSD w urządzeniach, narażonych na podwyższone zagrożenie wibracjami czy też wstrząsami.

GŁOŚNOŚĆ

Mechanizm dysku HDD, złożonego z ruchomych talerzy oraz głowicy, jest bezpośrednią przyczyną powstawania hałasu podczas jego pracy. Poziomy głośności pracy takiego dysku nie są wysokie – ok. 25-30 dBA. Dyski SSD, dzięki brakowi mechanizmów tego rodzaju, ograniczają generowanie dźwięków do poziomu niemal zerowego.

WAGA

Pamięci SSD są znacznie lżejsze od HDD, ze względu na wspomniane wcześniej różnice konstrukcyjne. Te pierwsze zawierają jedynie układy scalone, głównie pamięć typu flash. Waga przeciętnego dysku SSD, w odniesieniu do wagi HDD, mieści się w granicy 25 -35% wagi dysku HDD.

OSIĄGI

Większość programów benchmarkowych bazuje na dwóch testach:

• Test sekwencyjny – test polegający na zapisie i odczycie danych znajdujących się na dysku w uporządkowanych grupach.
• Test „4K” – test typu „random” polegający na zapisie i odczycie danych znajdujących się na dysku w wielu różnych miejscach i sektorach.

Przeprowadzając testy mamy możliwość określenia sposobu zapisu oraz odczytu plików z dysku. Definiujemy ją poprzez dostosowanie ilości kolejkowanych plików (Queues), oraz wątków (Threads). Ilość kolejkowanych plików określa jak wiele operacji zapisu/odczytu zostanie wykonanych przez program testowy w jednym cyklu. Ilość wątków określa ile procesów zapisu/odczytu będzie wykonywanych równolegle. Testy zostały przeprowadzone przy ilości wątków T=1 oraz Ilości kolejkowanych plików Q=1 oraz Q=32.

Wyniki testów podawane są w dwóch wielkościach:

Prędkość odczytu/zapisu – jest to wielkość określająca ilość możliwych do odczytania danych z danej pamięci w ciągu jednej sekundy. Wielkość ta mierzona jest w bajtach na sekundę, choć obecnie wartości podawane są w kilobajtach i megabajtach na sekundę.

IOPS (Input/output Operations Per Second) czyli ilość operacji wejść/wyjść na sekundę. Jest to wielkość określająca wydajność dysków oraz pamięci. Określa ona jak szybko dany dysk jest w stanie przetworzyć żądania odczytu/zapisu danych.

1.Odczyt sekwencyjny

2. Zapis sekwencyjny

3. Odczyt losowy

4. Zapis losowy

Testy odczytu oraz zapisu sekwencyjnego wypadają korzystniej dla dysku SSD. Prędkości operacji wykonywanych przez dysk SSD są od trzech do prawie pięciu razy większe podczas odczytu z dysku. Rozbieżność ta spowodowana jest lepszą zdolnością dysku SSD do odczytu większej ilości kolejkowanych plików. Prędkości operacji zapisu na dysku SSD są nieco ponad półtorakrotnie większe niż na dysku HDD.

Testy odczytu oraz zapisu losowego znacznie lepiej obrazują różnicę pomiędzy omawianymi dwoma typami dysków. O ile test sekwencyjny jest równie miarodajny co test losowy, to jednak zdolność dysku do odczytu oraz zapisu danych w losowych miejscach jest znacznie istotniejszą kwestią. Podczas normalnego użytkowania dysku jest on w trybie pracy, gdzie dane przechowywane są w wielu różnych sektorach i dostęp do nich również bywa losowy. Zarówno podczas testów odczytu jak i zapisu losowego, przy większej ilości kolejkowanych plików, korzystniejsze wyniki osiąga dysk SSD. Prędkości operacji dysku SSD są niemal stukrotnie wyższe niż prędkości dysku HDD.

Sprawy techniczne (Przemysłowe Pamięci Flash)

Sprawy techniczne (Komputery Przemysłowe, systemy operacyjne, wsparcie produktowe) – email: