/ / Kāpēc cietvielu diski palēninās, kad tos aizpildāt?

Kāpēc cietvielu vadītāji palēninās, kad tos aizpildāt?

ssd-in-computer

Etaloni ir skaidri: Cietvielu diski palēninās, kad tos piepildīsit. Piepildiet savu cietvielu disku līdz gandrīz jaudai, un tā rakstīšanas veiktspēja dramatiski samazināsies. Iemesls, kāpēc SSD un NAND Flash glabāšana darbojas.

Piedziņas piepildīšana ar ietilpību ir viena no lietām, kuras jums nekad nevajadzētu darīt ar cietvielu piedziņu. Gandrīz pilnam cietvielu diskam būs daudz lēnākas rakstīšanas darbības, palēninot datoru.

Tukši un daļēji aizpildīti bloki

Rakstot failu cietvielu diskā,tas meklē tukšus blokus un aizpilda tos. Rakstīšana tukšā blokā ir visātrākā iespējamā rakstīšanas darbība. Tāpēc jaunās operētājsistēmas (Windows 7 un jaunākas) atbalsta funkciju TRIM, kas automātiski izdzēš faila datus no cietvielu diska, tiklīdz izdzēšat failu operētājsistēmā. Tas darbojas atšķirīgi no magnētiskajiem cietajiem diskiem, kur dzēsto failu biti atrodas cietajā diskā.

Viņi nesēžas ap pusstundu -TRIM nodrošina bloka iztukšošanu, lai nākotnē SSD varētu ātri rakstīt jaunus datus tukšā blokā. Rakstīšana jau rakstītā sektorā ir tikpat ātra kā ierakstīšana tukšā sektorā uz mehāniskā cietā diska, bet cietvielu diskam pirms rakstīšanas tajā ir jādzēš bloks.

NAND zibatmiņa raksta datus 4 KB lappusēsiekšpusē no 256 KB blokiem. Lai daļēji aizpildītam blokam pievienotu papildu lapas, cietvielu diskam ir jādzēš viss bloks, pirms tajā tiek ierakstīti dati.

nand-flash-memory-lapas-bloki

Kad jūsu cietvielu disks piepildās, to paliek mazāk unir pieejams mazāk tukšu bloku. Viņu vietā ir daļēji aizpildīti bloki. Cietvielu diskā nevar tikai rakstīt jaunos datus šajos daļēji aizpildītajos blokos - tas izdzēsīs esošos datus. Vienkāršas rakstīšanas darbības vietā cietvielu diskdzinim ir jānolasa bloka vērtība kešatmiņā, tā jāmaina ar jaunajiem datiem un pēc tam jāraksta atpakaļ. Ņemiet vērā, ka faila rakstīšana, iespējams, prasīs rakstīšanu daudzos blokos, tāpēc tas var radīt ievērojamu papildu kavēšanos.

TRIM nekonsolidē daļēji aizpildītus blokus

Ja jūs piepildāt braucienu ar ietilpību vai tuvu tai,iespējams, ka pēc failu izdzēšanas jūs saņemsit daudz daļēji aizpildītu bloku. Komanda TRIM tikai norāda cietvielu disku, lai noņemtu faila datus, kad fails tiek izdzēsts. Tas neliek piedziņai veikt jebkāda veida tīrīšanas darbības.

Citiem vārdiem sakot, aizpildiet cietvielu stāvokli līdzietilpību pirms failu dzēšanas, un jūs, iespējams, nonāksit daudzos daļēji aizpildītos blokos. Disks neliks ārā, lai apvienotu šos daļēji aizpildītos blokus pilnos blokos, atbrīvojot tukšos blokus. Disks joprojām būs pilns ar daļēji aizpildītiem blokiem, un rakstīšanas veiktspēja tiks pasliktināta.

Pārprodukcija un atkritumu savākšana

Lai neļautu patērētājiem aizpildīt cietvielu diskus un beidzas ar ļoti sliktu sniegumu, SSD ražotāji gatavojas to novērst.

Patērētāju klases cietvielu diskus bieži atceļapmēram 7% no viņu kopējā zibatmiņas krātuves un padara to lietotājam nepieejamu. Tas tiek dēvēts par “pārprognozēšanu” - diskam tiek pievienota papildu krātuves aparatūra, taču dators to neredz kā pieejamo krātuvi, ko tas var izmantot. Rezerves daļa nodrošina to, ka piedziņa nekad nevar kļūt pilnībā piepildīta - vienmēr būs zināma rezerves ietilpība, kas palīdzēs saglabāt rakstīšanas veiktspēju stabilu.

Katram cietvielu diska kontrolierim ir:atkritumu savākšanas algoritms, lai mēģinātu mazināt šo problēmu. Kad disks būs pilns, tas meklēs daļēji aizpildītus blokus un sāks tos konsolidēt, atbrīvojot pēc iespējas vairāk tukšo bloku. Dažādi cietvielu diskdziņi veic šīs darbības dažādos laikos un sliekšņos - tas ir atkarīgs no diskdziņa kontroliera.

Etalona pierādījumi

Anandtech veica dažādus etalonus ardažādi diski, lai mazinātu attiecības starp cietvielu piedziņas rezerves daļu un tās rakstīšanas darbības konsekvenci. Aizpildot tukšu disku, viņi ļoti agrīnā procesa laikā atrada augstu rakstīšanas veiktspēju un ievērojamu kritumu, jo rakstīšanas operācijas turpināja piepildīt disku.

anandtech-ssd-benchmark

Papildu rezerves laukuma rezervēšana diskdziņiem palīdzēja veiktspējai saglabāt nemainīgumu, jo tas nodrošināja, ka diskdzinim vienmēr jābūt pietiekami daudz gataviem tukšiem blokiem.

Viņi atklāja, ka “uzlabojas minimālā veiktspējaievērojami pēc tam, kad esat sasniedzis 25% rezerves daļu šiem [patērētāju] diskiem. "Viņu galīgais ieteikums bija, ka jums vajadzētu" plānot izmantot tikai aptuveni 75% no [jūsu diska] jaudas, ja vēlaties labu līdzsvaru starp veiktspējas konsekvenci un ietilpību ".


Ja jums ir cietvielu disks, jums vajadzētu mēģinātizvairīties no vairāk nekā 75% no savas jaudas izmantošanas. Iegādājieties lielāku disku ar vairāk krātuves, nekā jums nepieciešams, un jūs pārliecināsities, ka rakstīšanas veiktspēja vienmēr ir nemainīga. Par laimi SSD diski pamazām kļūst daudz lētāki, tāpēc tas nav tik dārgs kā savulaik.

Attēla kredīts: Mūzikas šķirotājs vietnē Wikimedia Commons, Simons Vīlerstors vietnē Flickr