SSD vs. HDD - porównanie technologii

SSD i HDD - obiektywne porównanie technologii, wydajności i żywotności pamięci masowych, bez uprzedzeń i mitów.

O przewadze wydajności nośników SSD na twardymi dyskami HDD wiedzą wszyscy, ale wciąż powszechnie funkcjonują różne błędne przekonania czy mity dotyczące tej technologii.

W bitwie o pamięci masowe udział obecnie biorą dwa obozy. Pierwszy uformowali zwolennicy tradycyjnych twardych dysków, a drugi fani pamięci flash i nośników SSD. Ale nie zawsze tak było. Jeszcze kilka lat temu jedyną wykonalną i rozsądną z ekonomicznego punktu widzenia opcją były twarde dyski. Wprawdzie technologia SSD była już na rynku, ale nie funkcjonowała w świadomości większości przedsiębiorstw. Ostatnie lata przyniosły jednak zmianę potrzeb biznesu i tradycyjne metody przechowywania danych przestały wystarczać. Firmy potrzebują bowiem obecnie szybkiego dostępu do danych, aby poprawić wydajność ich przetwarzania. W efekcie takiej zmiany potrzeb zaczęła rosnąć popularność pamięci flash. Według prognoz analityków z IDC rynek macierzy typu all-flash osiągnie w 2015 r. wartość ok. 2,1 miliarda dolarów. Chociaż takie macierze mają szereg zalet, nie są też pozbawione wad. Co gorsze jednak, wokół nośników SSD narosło szereg mitów. Warto przyjrzeć się im bliżej i zweryfikować je.

Zobacz również:

Zużywa się zbyt szybko

Jednym z największych problemów, które powstrzymują firmy przed korzystaniem z nośników SSD jest fakt, że zużywają się one szybciej niż alternatywne metody przechowywania danych. Dzieje się tak, ponieważ za każdym razem, kiedy dane są zapisywane do komórki, ich stara zawartość musi zostać skasowana. Wbrew temu, co niektórzy myślą, żywotność SSD nie mierzy się wartościami czasu, ale liczbą zapisów. W tym przypadku zapis oznaczna dodanie lub zapisanie danych na nośniku.

Nie ma wątpliwości, że dyski twarde są bardziej dopracowaną technologią, ponieważ są na rynku już od kilkudziesięciu lat. SSD jest stosunkowo nową technologią, co może budzić obawy użytkowników o jej niezawodność.

SSD vs. HDD - porównanie technologii

Prognozowany spadek cenu 1 TB różnych typów nośników

Nośniki SSD składają się miliardów komórek, które przechowują informacje. Zanim nowe dane zostaną dodane do komórki, wszystkie stare dane muszą zostać najpierw z niej usunięte. Po określonej liczbie takich operacji komórka zużywa się i nadaje się do dalszego przechowywania danych. Dlatego twarde dyski są chętniej wybierane w przypadku zastosowań związanych z intensywnością operacji zapisu. Tak było jednak lata temu. W między czasie technologia flash została znacznie dopracowana, szczególnie od strony wytrzymałości na zużycie. Nowe rozwiązania sprawiają, że pojedyncze obszary nie są narażone na zużywanie podczas operacji kasowania i zapisu. Nośniki zużywają się równomiernie. Opowiedni mechanizm pilnuje, aby operacje zapisu trafiały na różne komórki, a nie cały czas na tę samą grupę komórek. Poza tym nośniki zawierają dodatkową pamięć, która jest wykorzystywana w miarę zużywania się aktywnych komórek. W efekcie zastosowana takich zabiegów żywotność komórek, jak i całego nośnika, znacznie się wydłużyła i macierze SSD nadają się już także do długoterminowych zastosowań.

Przykładowo, niektóre SSD zostały zaprojektowane w taki sposób, aby przetrwać 10 zapisów dziennie. W pierwszej chwili nie wydaje się to dużo. Jednak ta wartość oznacza, że każda komórka w takim nośniku jest w stanie obsłużyć 10 zapisów każdego dnia w okresie pięciu lat. Jeśli nośnik składa się z miliardów komórek, mówimy o ogromnej ilości danych, którą można zapisać i skasować każdego dnia w tym okresie. Dla nośnika o pojemności 100 GB, który oferuje 10 zapisów na komórkę każdego dnia otrzymujemy 1 TB danych dziennie w okresie pięciu lat. Aby lepiej zobrazować tę ilość, 1 TB to 200 tysięcy plików MP3 czy odpowiednik całego drukowanego zbioru biblioteki amerykańskiego kongresu. W okresie pięciu lat otrzymujemy wartość 1,8 PB danych, które można zapisać. Dla umieszczenie tej wartości w kontekście, wszystkie zdjęcia na Facebooku (ok. 10 miliardów) zajmują łącznie 1,5 PB.

Warto dodać, że aplikacje częściej odczytują dane niż je zapisują (statystycznie na trzy odczyty przypada jeden zapis). Operacje odczytu nie powodują zużywania pamięci flash. Dlatego znaczna część operacji wykonywanych przez aplikacje nie ma wpływu na żywotność SSD. W prakyce oznacza to, że nośnik SSD o pojemności 256 GB, na którym codzienne zapisuje się 40 GB danych, powinien wytrzymać przez 16 lat. Nie można oczekiwać, że pamięć flash przetrwa kilka następnych pokoleń. Jednakże jest jasne, że nie ma sensu obawiać się o trwałość nowoczesnych nośników SSD bardziej niż o twarde dyski.

Są droższe niż dyski twarde

Kolejna kwestia, która zniechęca biznes od używania nośników flash to fakt, że twarde dyski są po prostu bardziej ekonomiczne. Jest prawdą, że nośniki SSD kosztują więcej niż HDD, jeśli porównać koszt zakupu 1 GB, ale ta różnica znacznie się skurczyła w ostatnich latach. Trzeba jednak przyznać, że pod względem ceny za 1 GB nośniki SSD jeszcze długo pozostaną droższe od twardych dysków, ponieważ tę technologię producenci nadal rozwijają i obserwujemy spadek cen.

Jeśli przyjmiemy, że dotychczasowe trendy zmian cen się utrzymają, nośniki SSD będą w 2020 r. kosztować 0,15 dolara za 1 GB (to więcej niż dzisiejsza cena HDD, która wynosi 0,06 dolara za 1 GB), natomiast cena twardych dysków wyniesie wtedy 0,03 dolara za 1 GB. Jednak kilka zdarzeń i obecna sytuacja na rynku SSD sugerują, że w przyszłości może dojść do zmiany trendów. Po pierwsze, ceny nie zawsze spadały w przewidywalny sposób. Co więcej, obecne ceny są wyższe niż w 2012 r. To nie pierwszy raz, kiedy nastąpiła podwyżka. W 2009 według prognoz ceny SSD miały spaść o 7 %. Zamiast tego podrożały o prawie 30 % w ciągu 4 miesięcy. Ceny wróciły do poziomu sprzed powdyżki dopiero w maju 2010 r.

SSD vs. HDD - porównanie technologii

Długoterminowe porównanie kosztów

Obecny trend widoczny w cenach SSD oraz skok zarejestrowany w 2009 r. pokazują, że powszechnie dyskutowana prognoza, mówiąca, że ceny SSD będą spadać w stałym tempie, może się nie sprawdzić. Kluczowym elementem wielu modeli jest założenie, że SSD nie będą kupowane ze względu na pojemność, lecza na szybkość przesyłania danych. Owszem, wydajność jest ważnym czynnikiem decydującym o sprzedaży, ale pojemność pozostaje dominującą siłą. Te modele zakładają, że koszty SSD w przeliczeniu na pasmo (licznone jako cena 1 GB/s) są znacznie mniejsze niż w przypadku dysków twardych. To niekoniecznie jest regułą, zwłaszcza biorąc pod uwagę koszty korporacyjnych HDD i SDD. W przypadku korporacyjnych nośników SSD najniższa cena za przepustowość 1 GB/s wynosi ok. 1300 dolarów, a średnia waha się w okolicach 3200 dolarów. Dla porównania, za tę samą przepustowość w przypadku dysków twardych Seagate Terascale 4TB trzeba zapłacić 1 400 dolarów.

Porównując do rynku dysków twardych, na którym działa zaledwie trzech głównych producentów (Seagate, Western Digital oraz Toshiba), lista dostawców SSD jest znacznie dłuższa. Jest ok. 40 firm produkujących i sprzedających tego rodzaju nośniki, zarówno gigantów branży IT (Intel, Seagate), jak i wiele małych start-upów. Duże firmy są w stanie zaoferować wartość dodaną, np. wsparcie techniczne czy integrację. Natomiast dla większości sprzedawców kluczowym elementem decydującym o sprzedaży pozostaje cena. Szczególnie ta liczona według kosztu jednego gigabajta, ponieważ różnice w jakości i wydajności są niewielkie. W przyszłości możemy obserwować konsolidację na tym rynku, co może doprowadzić do wzrostu cen.

Natomiast wiele zestawień porównujących koszty nie uwzględnia innych obszarów, w których nośniki flash mogą przynieść oszczędności. Typowa macierz z dyskami twardymi jest tańsza niż macierz typu all-flash, ale trzeba ją wyposażyć w większą liczbę dysków, aby otrzymać wymagane parametry wydajnościowe. Szacunkowo można przyjąć, że jeden nośnik SSD ma parametry wydajnościowe porównywalne z 40 dyskami HDD. Tę metrykę najlepiej wyraża cena przeliczona na liczbę operacji wejścia/wyjścia (IOPS). Ten parametr dobrze obrazuje stosunek wydajności do ceny. W przypadku SSD koszt na jedną operację wejścia/wyjścia wynosi mniej niż 10 centów, a dla twardych dysków ten parametr wynosi 1,4 dolara. Ogólny stosunek kosztów do wydajności faktycznie wypada na korzyść pamięci flash lub jest na bardzo zbliżonym poziomie do dysków twardych.

Poza tym nośniki SSD zużywają mniej prądu do działania. Wynika to z faktu, że zasadniczo wystarczy mniejsza liczba nośników SSD, aby zapewnić działanie wymagającym aplikacjom. Przykładowo, nowoczesne nośniki SSD do centrów danych potrzebują 5 watów zasilania, a przy takim poborze mocy oferują 75 000 IOPS. Im większa liczba operacji wejścia/wyjścia, tym szybciej można zrealizować zadania, niezależnie czy chodzi o gry komputerowe czy mapowanie protein wykorzystywanych w leczeniu raka.

Ponieważ nośniki SSD zużywają mniej prądu, wymagają również mniejszych zasobów do chłodzenia oraz zajmują mniej miejsca. Jeśli do realizacji zadań wystarczy mniejsza liczba nośników, można lepiej wykorzystać ograniczoną przestrzeń dostępną w centrum danych. Przykładowo, można zastąpić półki dyskowe z 500 napędami HDD kilkoma tuzinami nośników SSD. Szacuje się, że w ten sposób można osiągnąć oszczędności w przypadku zakupu sprzętu sięgające 75 % (przy założeniu, że priorytetem jest wydajność a nie dostępna przestrzeń dyskowa). Według szacunków Intela oszczędności energii mogą wynieść aż 99 %, a oszczędność miejsca 95 %.


TOP 200