HDD vs. SSD

Hvor meget hurtigere er en SSD sammenlignet med HDD-drev, og er det værd at prisen er?

EN Solid State Drive eller SSD kan fremskynde ydelsen på en computer markant, ofte mere end hvad en hurtigere processor (CPU) eller RAM kan. EN harddiskdrev eller HDD er billigere og tilbyder mere lagerplads (500 GB til 1 TB er almindelige), mens SSD-diske er dyrere og generelt findes i 64 GB til 256 GB konfigurationer.

SSD'er har flere fordele i forhold til HDD-drev.

Sammenligningstabel

HDD versus SSD sammenligning diagram

	HDD	SSD
Står for	Harddiskdrev	Solid State Drive
Hastighed	HDD har højere latenstid, længere læse / skrivetider og understøtter færre IOP'er (input output operationer pr. Sekund) sammenlignet med SSD.	SSD har lavere latenstid, hurtigere læse / skrive og understøtter flere IOP'er (input output operationer pr. Sekund) sammenlignet med HDD.
Varme, elektricitet, støj	Harddiskdrev bruger mere elektricitet til at rotere pladerne, hvilket genererer varme og støj.	Da der ikke er behov for en sådan rotation i solid state drev, bruger de mindre strøm og genererer ikke varme eller støj.
defragmentering	HDD-drevs ydelse forværres på grund af fragmentering; derfor skal de periodisk defragmenteres.	SSD-drevs ydeevne påvirkes ikke af fragmentering. Så defragmentering er ikke nødvendig.
komponenter	HDD indeholder bevægelige dele - en motordrevet spindel, der indeholder en eller flere flade cirkulære skiver (kaldet plader) belagt med et tyndt lag magnetisk materiale. Læs-og-skriv-hoveder er placeret på toppen af ​​diskene; alt dette er indkapslet i et metalhus	SSD har ingen bevægelige dele; det er hovedsageligt en hukommelseschip. Det er sammenkoblede, integrerede kredsløb (IC'er) med et interfacestik. Der er tre grundlæggende komponenter - controller, cache og kondensator.
Vægt	HDD'er er tungere end SSD-drev.	SSD-drev er lettere end HDD-drev, fordi de ikke har de roterende diske, spindel og motor.
Håndtering af vibrationer	De bevægelige dele af HDD'er gør dem modtagelige for sammenbrud og skader på grund af vibrationer.	SSD-drev kan modstå vibrationer op til 2000Hz, hvilket er meget mere end HDD.

Indhold: HDD vs SSD

• 1 hastighed
  • 1.1 Benchmark-statistik - små læs / skriv
• 2 Dataoverførsel i en HDD vs. SSD
• 3 Pålidelighed
  • 3.1 Slid
• 4 Pris
  • 4.1 Prisudsigter
• 5 Opbevaringskapacitet
• 6 Defragmentering i HDD'er
• 7 Støj
• 8 Komponenter og betjening
• 9 Referencer

Hastighed

HDD-diske bruger roterende plader af magnetiske drev og læse / skrivehoveder til drift. Så starthastigheden er langsommere for HDD'er end SSD'er, fordi en spin-up til disken er nødvendig. Intel hævder, at deres SSD er 8 gange hurtigere end en HDD, hvorved de tilbyder hurtigere opstarttider.^[1]

Følgende video sammenligner HDD- og SSD-hastigheder i den virkelige verden, og det er ingen overraskelse, at SSD-lagring kommer frem i hver test:

Benchmark-statistik - små læs / skriver

• HDD'er: Små læser - 175 IOP, små skriver - 280 IOP
• Flash SSD'er: Small reads - 1075 IOPs (6x), Small wrote - 21 IOPs (0.1x)
• DRAM SSDs: Small reads - 4091 IOPs (23x), Small wrote - 4184 IOPs (14x)

IOP'er står for input / output operationer pr. Sekund

Dataoverførsel i en HDD vs. SSD

I en HDD er dataoverførsel sekventiel. Det fysiske læse / skrivehoved "søger" et passende punkt på harddisken til at udføre handlingen. Denne søgetid kan være betydelig. Overførselshastigheden kan også påvirkes af filsystemfragmentering og layout af filerne. Endelig introducerer den mekaniske natur af harddiske også visse ydelsesbegrænsninger.

I en SSD er dataoverførsel ikke sekventiel; det er tilfældig adgang, så det er hurtigere. Der er ensartet læsepræstation, fordi den fysiske placering af data er irrelevant. SSD'er har ingen læse / skrivehoveder og dermed ingen forsinkelser på grund af hovedbevægelse (søger).

Pålidelighed

I modsætning til HDD-drev har SSD-diske ikke bevægelige dele. Så SSD-pålideligheden er højere. Bevægelse af dele i en HDD øger risikoen for mekanisk svigt. Den hurtige bevægelse af plader og hoveder inde på harddisken gør det modtageligt for ”hovednedbrud”. Hovednedbrud kan være forårsaget af elektronisk svigt, en pludselig strømafbrydelse, fysisk stød, slid, korrosion eller dårligt fremstillede plader og hoveder. En anden faktor, der påvirker pålideligheden, er tilstedeværelsen af ​​magneter. HDD'er bruger magnetisk opbevaring, så de er modtagelige for skader eller datakorruption når de er i nærheden af ​​stærke magneter. SSD'er er ikke i fare for sådan magnetisk forvrængning.

Bær-out

Da flash først begyndte at få fart på langvarig opbevaring, var der bekymring for slid, især med nogle eksperter, der advarede om, at der på grund af den måde, SSD'er fungerer på, var et begrænset antal skrivecyklusser, de kunne opnå. SSD-producenter lægger dog en stor indsats i produktarkitektur, drevkontrollere og læse / skrive algoritmer, og i praksis har slidstyrke været en mangel på SSD'er i de fleste praktiske anvendelser.^[2]

Pris

Fra juni 2015 er SSD'er stadig dyrere pr. Gigabyte end harddiske, men priserne på SSD'er er faldet markant i de senere år. Mens eksterne harddiske er omkring $ 0,04 pr. Gigabyte, er en typisk flash-SSD omkring $ 0,50 pr. GB. Dette er faldet fra omkring $ 2 per GB i begyndelsen af ​​2012.

Dette betyder faktisk, at du kan købe en 1 TB ekstern harddisk (HDD) til $ 55 på Amazon (se ekstern harddisk-bestsælgere), mens en 1 TB SSD koster omkring $ 475. (se listen over bestsellers for interne SSD'er og eksterne SSD'er).

Prisudsigter

I en indflydelsesrig artikel for Network Computing i juni 2015 skrev lagerkonsulent Jim O'Reilly, at priserne på SSD-lagring falder meget hurtigt, og med 3D NAND-teknologi vil SSD sandsynligvis opnå prisparitet med HDD omkring slutningen af ​​2016.

Der er to hovedårsager til faldende SSD-priser:

1. Øget densitet: 3D NAND-teknologi var et gennembrud, der muliggjorde et kvantespring i SSD-kapacitet, fordi det giver mulighed for pakning 32 eller 64 gange kapaciteten pr. Matrice.
2. Proceseffektivitet: Fremstilling af flashopbevaring er blevet mere effektiv og udbytterne er steget markant.

En december 2015-artikel til Computer World forventede, at 40% af de nye bærbare computere, der blev solgt i 2017, 31% i 2016 og 25% af de bærbare computere i 2015, vil bruge SSD snarere end HDD-drev. Artiklen rapporterede også, at selv om HDD-priserne ikke er faldet for meget, er SSD-priserne konstant faldet måned over måned og nærmer sig paritet med HDD.

Prisfremskrivninger for HDD og SSD-opbevaring af DRAMeXchange. Priserne er i amerikanske dollars pr. Gigabyte.

Opbevaringskapacitet

Indtil for nylig var SSD'er for dyre og kun fås i mindre størrelser. 128 GB og 256 GB bærbare computere er almindelige, når du bruger SSD-drev, mens bærbare computere med HDD-interne drev typisk er 500 GB til 1 TB. Nogle leverandører - inklusive Apple - tilbyder "fusion" -drev, der kombinerer 1 SSD og 1 HDD-drev, der fungerer problemfrit sammen.

Imidlertid, med 3D NAND, vil SSD'er sandsynligvis lukke kapacitetsgabet med HDD-drev i slutningen af ​​2016. I juli 2015 meddelte Samsung, at det frigiver 2TB SSD-drev, der bruger SATA-stik.^[3] Selvom HDD-teknologi sandsynligvis udtømmes ved ca. 10 TB, er der ingen sådan begrænsning for flashlagring. Faktisk afslørede Samsung i august 2015 verdens største harddisk - et 16TB SSD-drev.

Defragmentering i HDD'er

På grund af den fysiske karakter af HDD'er og deres magnetiske plader, der lagrer data, fungerer IO-operationer (læsning fra eller skrivning til disken) meget hurtigere, når data lagres sammenhængende på disken. Når en fils data gemmes på forskellige dele af disken, reduceres IO-hastighederne, fordi disken skal rotere for forskellige regioner på disken for at komme i kontakt med læse / skrivehovederne. Der er ofte ikke tilstrækkelig sammenhængende plads til at gemme alle data i en fil. Dette resulterer i fragmentering af HDD. Periodisk defragmentering er nødvendig for at forhindre, at enheden går langsommere i ydelsen.

Med SSD-diske er der ingen sådanne fysiske begrænsninger for læse / skrivehovedet. Så den fysiske placering af dataene på disken betyder ikke noget, da de ikke påvirker ydelsen. Derfor er defragmentering ikke nødvendig for SSD.

Støj

HDD-diske er hørbare, fordi de roterer. HDD-drev i mindre formfaktorer (f.eks. 2,5 tommer) er mere støjsvage. SSD-drev er integrerede kredsløb uden bevægelige dele og stiller derfor ikke under drift.

Komponenter og betjening

En typisk HDD består af en spindel, der indeholder en eller flere flade cirkulære diske (kaldet fade) hvorpå dataene registreres. Fadene er lavet af et ikke-magnetisk materiale og er belagt med et tyndt lag magnetisk materiale. Læs-og-skriv-hoveder er placeret på toppen af ​​diskene. Tallerkenerne er spundet i meget høje hastigheder med en motor. En typisk harddisk har to elektriske motorer, en til at dreje skiverne og en til at placere læse / skrivehovedenheden. Data skrives til et fad, når de roterer forbi læse / skrivehovederne. Læse- og skrivehovedet kan registrere og ændre magnetiseringen af ​​materialet umiddelbart under det.

Demonterede komponenter af HDD (venstre) og SSD (højre) drev.

I modsætning hertil bruger SSD'er mikrochips og indeholder ingen bevægelige dele. SSD-komponenter inkluderer en controller, som er en integreret processor, der udfører software på firmwareniveau og er en af ​​de vigtigste faktorer for SSD-ydelse; cache, hvor der også opbevares et bibliotek med blokplacering og slidniveaueringsdata; og energilagring - en kondensator eller batterier - så data i cachen kan skylles til drevet, når strømmen er faldet. Den primære lagringskomponent i en SSD har været DRAM-flygtig hukommelse, siden de først blev udviklet, men siden 2009 er det mere almindeligt NAND-flashhukommelse. SSD's ydelse kan skaleres med antallet af parallelle NAND-flashchips, der bruges i enheden. En enkelt NAND-chip er relativt langsom. Når flere NAND-enheder fungerer parallelt inde i en SSD, skalerer båndbredden, og de høje latenstider kan skjules, så længe der er nok af fremragende operationer, og belastningen er jævnt fordelt mellem enheder.

Referencer

• Wikipedia: Harddisk
• Wikipedia: Solid-state drev
• SSD-priser i et frit fald - Network Computing
• Samsung annoncerer 2TB solid-state drev til desktops - Samsung-blog
• Samsung afslører 2,5-tommer 16TB SSD: Verdens største harddisk - Ars Technica
• Forbruger-SSD'er og harddiskpriser nærmer sig paritet
• HDD-forsendelser faldt med 20% i Q1 2016, ramt Multi-Year Low - AnandTech