Referenční hodnoty jsou jasné: Jednotky SSD zpomalte, když je naplníte. Naplňte jednotku SSD na téměř kapacitu a její výkon zápisu se dramaticky sníží. Důvodem je způsob, jakým fungují disky SSD a úložiště NAND Flash.
Naplnění disku na kapacitu je jedním z věci, které byste nikdy neměli dělat s diskem SSD . Téměř plná jednotka SSD bude mít mnohem pomalejší operace zápisu, což zpomalí váš počítač.
Prázdné bloky a částečně vyplněné bloky
Když zapíšete soubor na jednotku SSD, vyhledá prázdné bloky a vyplní je. Zápis do prázdného bloku je nejrychlejší možná operace zápisu. Proto nové operační systémy (Windows 7 a novější) podporují funkci TRIM, která automaticky odstraní data souboru z jednotky SSD, jakmile soubor v operačním systému odstraníte. To funguje odlišně od magnetických pevných disků, kde na pevném disku sedí kousky odstraněných souborů .
Nesedí na disku SSD - TRIM zajišťuje, že se blok vyprázdní, takže SSD může v budoucnu rychle zapisovat nová data do prázdného bloku. Zápis přes již napsaný sektor je stejně rychlý jako zápis do prázdného sektoru na mechanickém pevném disku, ale disk SSD musí před zápisem do bloku vymazat blok.
Paměť NAND Flash zapisuje data na 4 kB stránky uvnitř 256 kB bloků. Chcete-li do částečně vyplněného bloku přidat další stránky, musí disk SSD vymazat celý blok, než do něj zapíše data.
Jak se váš disk SSD zaplní, je k dispozici stále méně prázdných bloků. Na jejich místě jsou částečně vyplněné bloky. Jednotka SSD nemůže pouze zapisovat nová data do těchto částečně vyplněných bloků - to by vymazalo stávající data. Místo jednoduché operace zápisu musí jednotka SSD načíst hodnotu bloku do své mezipaměti, upravit hodnotu novými údaji a poté ji zapsat zpět. Pamatujte, že zápis souboru bude pravděpodobně zahrnovat zápis do mnoha bloků, takže to může způsobit značné dodatečné zpoždění.
TRIM nekonsoliduje částečně vyplněné bloky
Pokud zaplníte disk na kapacitu nebo téměř na kapacitu, je pravděpodobné, že po odstranění souborů skončíte s mnoha částečně vyplněnými bloky. Příkaz TRIM pouze nasměruje jednotku SSD na odstranění dat ze souboru, když je soubor odstraněn. Nenutí jednotku k provedení jakéhokoli vyčištění.
Jinými slovy, před odstraněním souborů naplňte disk SSD na kapacitu a pravděpodobně skončíte s mnoha částečně vyplněnými bloky. Jednotka nevyjde z cesty, aby tyto částečně vyplněné bloky sloučila do plných bloků a uvolnila prázdné bloky. Jednotka bude stále plná částečně naplněných bloků a výkon zápisu se sníží.
Overprovisioning a Garbage Collection
Aby se zabránilo tomu, aby spotřebitelé zaplnili své disky SSD a skončili se silně sníženým výkonem, výrobci SSD se snaží tomu čelit.
Disky SSD na vysoké úrovni pro spotřebitele často vyčleňují přibližně 7% jejich celkového úložiště flash a znemožňují uživateli přístup. Toto se označuje jako „overprovisioning“ - na jednotku je přidán další úložný hardware, ale počítač jej nevidí jako dostupné úložiště, které může použít. Náhradní oblast zajišťuje, že se jednotka nikdy nemůže zcela zaplnit - vždy bude k dispozici nějaká volná kapacita, která pomůže udržet stabilní výkon zápisu.
Řadič každé jednotky SSD má algoritmus sběru odpadu, který se snaží tento problém zmírnit. Když se disk zaplní, vyhledá částečně vyplněné bloky a začne je konsolidovat, čímž uvolní co nejvíce prázdných bloků. Různé jednotky SSD spouštějí tyto operace v různých časech a prahových hodnotách - to závisí na řadiči jednotky.
Srovnávací důkaz
Anandtech provedl řadu měřítek s různými jednotkami, které odstraňují vztah mezi náhradní oblastí jednotky SSD a konzistencí jejího výkonu při zápisu. Při plnění prázdné jednotky zjistili vysoký výkon zápisu velmi brzy v procesu a významný pokles, protože operace zápisu pokračovaly v zaplňování jednotky.
Vyčlenění větší rezervy prostoru na discích pomohlo výkonu zůstat konzistentní, protože zajistilo, že disk by měl mít vždy připraven dostatek prázdných bloků.
Zjistili, že „minimální výkon se podstatně zlepší, jakmile u těchto 900 0002 disků dosáhnete 25% rezervní oblasti.“ Jejich závěrečné doporučení bylo, že byste měli „plánovat využití pouze asi 75% kapacity 900 0003, pokud chcete dosáhnout dobré rovnováhy mezi konzistencí výkonu a kapacitou.“
Pokud máte disk SSD, měli byste se pokusit vyhnout využití více než 75% jeho kapacity. Kupte si větší disk s větším úložištěm, než potřebujete, a zajistíte, že budete mít vždy konzistentní výkon zápisu. Naštěstí se disky SSD postupně stávají mnohem levnějšími, takže to není tak drahé, jako tomu bylo dříve.
Kredit obrázku: Hudební třídič na Wikimedia Commons , Simon Wüllhorst na Flickru
