Miks tahkes olekus olevad ajamid aeglustuvad nende täitmisel

Võrdlusalused on selged: tahkis-ajamid aeglustuvad nende täitmisel. Täitke oma tahkis-draiv peaaegu võimsusele ja selle kirjutusvõime väheneb dramaatiliselt. Põhjus, miks peitub SSD-de ja NAND Flashi salvestamise viis.

Draivi täitmine võimsusesse on üks asi, mida sa ei tohiks kunagi tahkis-draiviga teha. Peaaegu täis tahkis-draivil on palju aeglasemad kirjutusoperatsioonid, mis aeglustavad teie arvutit.

Tühjad plokid ja osaliselt täidetud plokid

Kui kirjutad oma tahkis-draivi faili, otsib ta tühi plokke ja täidab need. Tühja ploki kirjutamine on kiireim võimalik kirjutamisoperatsioon. Sellepärast toetavad uued operatsioonisüsteemid (Windows 7 ja hilisemad) TRIM-funktsiooni, mis kustutab faili automaatselt tahkis-draivist niipea, kui kustutate faili oma operatsioonisüsteemis. See toimib erinevalt magnetseadmetest, kus kustutatud failide bitid kõvakettal istuvad.

Nad ei istu tahkes olekus - TRIM tagab, et plokk tühjendatakse, et SSD saaks tulevikus kiiresti tühjadesse plokkidesse uusi andmeid kirjutada. Juba kirjutatud sektori kirjutamine on sama kiire kui kirjutamine tühjale sektorile mechnical kõvakettal, kuid tahkis-draiv peab enne selle kirjutamist blokeerima bloki.

NAND Flash mälu kirjutab andmeid 4 KB leheküljel 256 KB ploki sees. Täiendavate lehekülgede lisamiseks osaliselt täidetud plokkile peab tahkis-draiv enne andmete tagasi kirjutamist kogu ploki kustutama.

Kuna teie tahkis-draiv täidab, on saadaval vähem ja vähem tühi plokke. Nende asemel on osaliselt täidetud plokid. Tahkis-draiv ei saa lihtsalt uusi andmeid nendele osaliselt täidetud plokkidele kirjutada - see kustutab olemasolevad andmed. Lihtsa kirjutusoperatsiooni asemel peab tahkis-draiv lugema ploki väärtust vahemällu, muutma väärtust uute andmetega ja seejärel kirjutama selle tagasi. Pidage meeles, et faili kirjutamine eeldab tõenäoliselt paljude plokkide kirjutamist, nii et see võib tekitada märkimisväärse hulga täiendavaid viivitusi.

TRIM ei konsolideeri osaliselt täidetud plokke

Kui täidate võimsuse või võimsuse lähedal, siis on tõenäoline, et pärast failide kustutamist jõuad paljude osaliselt täidetud plokkidega. TRIM-käsk juhib lihtsalt tahkis-draivi failiandmete eemaldamiseks, kui fail kustutatakse. See ei sunni sõita mingit puhastustoimingut tegema.

Teisisõnu täitke enne failide kustutamist tahkis-draivi võimsus ja peate tõenäoliselt paljude osaliselt täidetud plokkidega. Ajam ei välju nende osaliselt täidetud plokkide täielikuks blokeerimiseks, vabastades tühjad plokid. Ajam on endiselt täis osaliselt täidetud plokke ja kirjutusvõime halveneb.

Ülevarustus ja prügi kogumine

Et takistada tarbijatel oma tahkis-draivide täitmist ja tugevasti halvenenud jõudlust lõpetada, lähevad SSD tootjad selle vastu.

Tarbija-klassi tahkis-ajamid jätavad sageli umbes 7% nende kogu flash-mälust ja muudavad selle kasutajale kättesaamatuks. Seda tuntakse kui „üleprovisatsiooni” - draivi lisatakse täiendav salvestusseade, kuid see ei ole arvutile nähtav, kuna see on saadaval. Varupind tagab, et ajam ei saa kunagi täielikult täis - alati on mõningaid vaba tootmisvõimsusi, mis aitavad kirjutusomadusi stabiilsena hoida.

Igal tahkis-draivi kontrolleril on selle probleemi leevendamiseks prügi kogumise algoritm. Kui draiv on täis, otsib ta osaliselt täidetud plokke ja hakkab neid konsolideerima, vabastades nii palju tühje plokke kui võimalik. Erinevad tahkis-draivid käitavad neid toiminguid erinevatel aegadel ja künnistel - see sõltub draivi kontrollerist.

Võrdlusnäitajad

Anandtech teostas erinevaid viiteid erinevate sõidumeerikutega, et tõrjuda välja tahkis-draivi vaba ala ja selle kirjutusoperatsiooni jõudluse järjepidevus. Tühja draivi täitmisel leidsid nad väga varajases kirjutamisjõudluses ja olulist langust, kui kirjutamisoperatsioonid jätkasid draivi täitmist.

Sõidukite kõrvale jätmine suurema vaba ruumi paigutamisel aitas tulemusel püsida järjekindlana, sest see tagas, et ajamil peaks alati olema piisavalt tühi plokke.

Nad leidsid, et „minimaalne jõudlus paraneb oluliselt pärast seda, kui olete tabanud 25% vaba ala nendele [tarbijate] draividele.” Nende lõplik soovitus oli, et sa peaksid „planeerima ainult umbes 75% [oma draivi] võimsusest, kui soovite head tasakaalu jõudluse järjepidevuse ja võimsuse vahel. ”

Kui teil on tahkis-draiv, peaksite püüdma vältida rohkem kui 75% oma võimsuse kasutamist. Osta suurem draiv, kus on rohkem salvestusi kui vaja, ja saate tagada, et teil on alati järjepidev kirjutusvõime. Õnneks on SSDd järk-järgult palju odavamad, nii et see ei ole nii kallis kui kunagi varem.

Pildikrediit: Muusika sorteerija Wikimedia Commonsis, Simon Wüllhorst Flickris