I parametri di riferimento sono chiari: Unità a stato solido rallenta mentre li riempi. Riempi la tua unità SSD quasi fino alla capacità e le sue prestazioni di scrittura diminuiranno drasticamente. Il motivo sta nel modo in cui funzionano gli SSD e l'archiviazione Flash NAND.
Riempire l'unità fino alla capacità è uno dei cose che non dovresti mai fare con un'unità a stato solido . Un'unità SSD quasi piena avrà operazioni di scrittura molto più lente, rallentando il computer.
Blocchi vuoti e blocchi parzialmente riempiti
Quando scrivi un file sull'unità a stato solido, cerca i blocchi vuoti e li riempie. La scrittura su un blocco vuoto è l'operazione di scrittura più veloce possibile. Ecco perché i nuovi sistemi operativi (Windows 7 e versioni successive) supportano la funzione TRIM, che elimina automaticamente i dati di un file dall'unità a stato solido non appena elimini il file nel tuo sistema operativo. Funziona diversamente dai dischi rigidi magnetici, dove pezzi di file eliminati si trovano sul disco rigido .
Non siedono su un'unità a stato solido: TRIM garantisce che il blocco venga svuotato in modo che l'SSD possa scrivere rapidamente nuovi dati sul blocco vuoto in futuro. Scrivere su un settore già scritto è veloce quanto scrivere su un settore vuoto su un disco rigido meccanico, ma un'unità a stato solido deve cancellare un blocco prima di scrivere su di esso.
La memoria Flash NAND scrive i dati in pagine da 4 KB all'interno di blocchi da 256 KB. Per aggiungere altre pagine a un blocco parzialmente riempito, l'unità SSD deve cancellare l'intero blocco prima di riscrivere i dati su di essa.
Man mano che l'unità a stato solido si riempie, sono disponibili sempre meno blocchi vuoti. Al loro posto ci sono blocchi parzialmente riempiti. L'unità a stato solido non può semplicemente scrivere i nuovi dati su questi blocchi parzialmente riempiti, ciò cancellerebbe i dati esistenti. Invece di una semplice operazione di scrittura, l'unità a stato solido deve leggere il valore del blocco nella sua cache, modificare il valore con i nuovi dati e quindi riscriverlo. Tieni presente che la scrittura di un file comporterà probabilmente la scrittura su molti blocchi, quindi ciò può introdurre una notevole quantità di ritardo aggiuntivo.
TRIM non consolida i blocchi parzialmente riempiti
Se riempi un'unità fino alla capacità o quasi, è probabile che ti ritroverai con molti blocchi parzialmente riempiti dopo aver eliminato i file. Il comando TRIM indirizza semplicemente un'unità a stato solido per rimuovere i dati del file quando il file viene eliminato. Non costringe l'unità a eseguire alcun tipo di operazione di pulizia.
In altre parole, riempire fino alla capacità un'unità a stato solido prima di eliminare i file e probabilmente ti ritroverai con molti blocchi parzialmente riempiti. L'unità non farà di tutto per consolidare questi blocchi parzialmente riempiti in blocchi pieni, liberando blocchi vuoti. L'unità sarà ancora piena di blocchi parzialmente riempiti e le prestazioni di scrittura saranno ridotte.
Overprovisioning e Garbage Collection
Per impedire ai consumatori di riempire le loro unità a stato solido e di finire con prestazioni gravemente degradate, i produttori di SSD stanno facendo di tutto per contrastare questo problema.
Le unità a stato solido di livello consumer spesso mettono da parte circa il 7% della memoria flash totale e la rendono non disponibile per l'utente. Questo è noto come "overprovisioning": l'hardware di archiviazione aggiuntivo viene aggiunto all'unità ma non è visibile al computer poiché lo spazio di archiviazione disponibile può utilizzare. L'area di riserva garantisce che l'unità non possa mai essere completamente piena: ci sarà sempre una certa capacità di riserva per mantenere stabili le prestazioni di scrittura.
Il controller di ogni unità a stato solido ha un algoritmo di raccolta dei rifiuti per cercare di mitigare questo problema. Quando l'unità è piena, cercherà i blocchi parzialmente riempiti e inizierà a consolidarli, liberando il maggior numero di blocchi vuoti possibile. Diverse unità a stato solido eseguono queste operazioni in tempi e soglie diversi, a seconda del controller dell'unità.
Prove di benchmark
Anandtech ha eseguito una serie di benchmark con diverse unità per scoprire la relazione tra l'area di riserva di un'unità a stato solido e la coerenza delle prestazioni delle operazioni di scrittura. Durante il riempimento di un'unità vuota, hanno riscontrato prestazioni di scrittura elevate nelle prime fasi del processo e un calo significativo poiché le operazioni di scrittura hanno continuato a riempire l'unità.
Mettere da parte più spazio libero sulle unità ha aiutato le prestazioni a rimanere coerenti, in quanto ha assicurato che l'unità avesse sempre abbastanza blocchi vuoti pronti.
Hanno scoperto che "le prestazioni minime migliorano sostanzialmente una volta raggiunta l'area di riserva del 25% per queste unità [consumer]". La loro raccomandazione finale era di "pianificare di utilizzare solo circa il 75% della capacità [your drive’s] se si desidera un buon equilibrio tra coerenza delle prestazioni e capacità".
Se hai un'unità a stato solido, dovresti cercare di evitare di utilizzare più del 75% della sua capacità. Acquista un'unità più grande con più spazio di archiviazione del necessario e ti assicurerai di avere sempre prestazioni di scrittura coerenti. Fortunatamente, gli SSD stanno gradualmente diventando molto più economici, quindi non è così costoso come una volta.
Credito immagine: Ordinatore di musica su Wikimedia Commons , Simon Wüllhorst su Flickr
