В процессе эксплуатации любого накопителя со временем могут появляться различного рода ошибки. Если одни могут просто мешать работе, то другие и вовсе способны вывести из строя диск. Именно поэтому рекомендуется периодически проводить сканирование дисков. Это позволит не только выявить и устранить неполадки, но и вовремя скопировать нужные данные на надежный носитель.

Итак, сегодня мы поговорит о том, как проверить свой SSD на наличие ошибок. Поскольку сделать это физически мы не можем, то воспользуемся специальными утилитами, которые и проведут диагностику накопителя.

Способ 1: с помощью утилиты CrystalDiskInfo

Чтобы провести тест диска на наличие ошибок, воспользуемся бесплатной программой . Она достаточно проста в использовании и при этом в полном объеме отображает информацию о состоянии всех дисков в системе. Достаточно всего лишь запустить приложение, и мы тут же получим все необходимые данные.

Помимо сбора информации о накопителе, приложение проведет S.M.A.R.T-анализ, по результатам которого можно судить о работоспособности SSD. Всего же в этом анализе присутствует около двух десятков показателей. CrystalDiskInfo отображает текущее значение, наихудшее и порог каждого показателя. При этом, последнее означает минимальное значение атрибута (или показателя), при котором диск можно считать неисправным. К примеру, возьмем такой показатель, как «Оставшийся ресурс SSD» . В нашем случае текущее и наихудшее значение составляет 99 единиц, а его порог – 10. Соответственно, при достижении показателя порогового значения, пора искать замену своему твердотельному накопителю.

Если при анализе диска CrystalDiskInfo выявила ошибки стирания, программные ошибки или сбои, в этом случае также стоит задуматься о надежности вашего ССД.

На основании результатов теста утилита также дает оценку технического состояния диска. При этом оценка выражается как в процентном соотношении, так и качественном. Так, если CrystalDiskInfo оценила ваш накопитель как «Хорошо» , то беспокоиться не о чем, но если вы увидите оценку «Тревога» , значит в скором времени стоит ожидать выхода ССД из строя.

Способ 2: с помощью утилиты SSDLife

SSDLife — это еще один инструмент, который позволит оценить работоспособность диска, наличие ошибок, а также провести S.M.A.R.T-анализ. Программа имеет простой интерфейс, благодаря чему с ней разберется даже новичок.

Как и предыдущая утилита, SSDLife сразу после запуска проведет экспресс-проверку диска и отобразит все основные данные. Таким образом для проверки накопителя на наличие ошибок необходимо просто запустить приложение.

Окно программы условно можно разделить на четыре области. В первую очередь нас будет интересовать верхняя область, где отображается оценка состояния диска, а также примерный срок службы.

Вторая область содержит информацию о диске, а также оценку состояния диска в процентном отношении.

Если вы хотите получить более детальную информацию о состоянии накопителя, то нажимаем кнопку «S.M.A.R.T.» и получаем результаты анализа.

Третья область — это информация об обмене с диском. Здесь можно посмотреть, какой объем данных был записан или прочитан. Эти данные носят лишь информационный характер.

И, наконец, четвертая область — это панель управления приложением. Через эту панель можно получить доступ к настройкам, справочной информации, а также повторно запустить сканирование.

Способ 3: с помощью утилиты Data Lifeguard Diagnostic

Еще одна утилита для тестирования — это разработка компании Western Digital, которая называется Data Lifeguard Diagnostic. Этот инструмент поддерживает не только накопители WD, но и других производителей.

Сразу после запуска, приложение проводит диагностику всех дисков, которые есть в системе? и выводит результат в небольшую таблицу. В отличии от выше рассмотренных инструментов, этот отображает только оценку состояния.

Для более детального сканирования достаточно кликнуть два раза левой кнопкой мыши по строке с нужным диском, выбрать нужный тест (быстрый или детальный) и дождаться окончания.

Затем, нажав по кнопке «VIEW TEST RESULT» ? можно посмотреть результаты, где будет отображена краткая информация об устройстве и оценка состояния.

Заключение

Таким образом, если вы решили провести диагностику своего ССД-накопителя, то к вашим услугам имеется достаточно много инструментов. Помимо рассмотренных здесь, есть и , которые смогут провести анализ накопителя и сообщить об имеющихся ошибках.

При приобретении ноутбука или настольного компьютера целесообразно использовать твердотельные накопители (SSD). В сравнении с традиционными жесткими дисками (HDD), каждая проверка ssd диска показывает их преимущества. Достоинством твердотельных накопителей стала стабильная и быстрая работа, потребление меньшей мощности и превосходство во всех параметрах, кроме стоимости. Но это не означает, что SSD являются полностью безупречными.

Из-за устройства твердотельных накопителей, они имеют низкую продолжительность работы от 5 до 7 лет. Если знать, чего нужно остерегаться, и как защитить диск, можно существенно продлить время его работы.

В твердотельных накопителях, в отличие от жестких дисков, отсутствует физическое перемещение пластин. Данное свойство создает иммунитет от многих проблем старых жестких дисков. Несмотря на невосприимчивость к механическим разрушениям, иные компоненты SSD могут давать сбои.

Для твердотельных накопителей требуется источник питания и конденсатор, которые зачастую подвергаются неисправностям. Особенно это касается случаев со сбоем питания или скачками напряжения. При отключении электропитания могут быть повреждены данные на твердотельных накопителях даже в полностью исправном диске.

Другой возможной проблемой SSD стало ограниченное количество циклов по чтению или записи. Подобная проблема есть у всех видов флэш-памяти.

Средние показатели времени работы твердотельных накопителей измеряются многими годами, поэтому не стоит быть параноиком. Современные SSD стали менее восприимчивыми к проблемам чтения и записи, чем старые версии.

Если Вы хотите знать про ошибки и работоспособность SSD накопителя, чтобы успеть создать резервные копии важной информации, то можно провести его проверку.

Проверка ошибок и работоспособности с помощью программ

Для проверки работоспособности SSD диска используют специальные программы, функционал которых обеспечивает выполнение тестов на ошибки. Давайте рассмотрим данный софт.

CrystalDiskInfo

Бесплатная утилита CrystalDiskInfo проводит проверку скорости по считыванию и записи диска. Отображает данные про состояние температуры, здоровья. Поддерживается S.M.A.R.T технология по оценке состояния накопителя. Приложение CrystalDiskInfo имеет устанавливаемую и портативную версию. При работе с устанавливаемой версией в режиме реального времени производится мониторинг состояния твердотельных накопителей. В системном трее появляется значок используемой программы. Утилита CrystalDiskInfo эффективно проверит SSD на наличие битых секторов.

Проверка SSD:

1. Скачивание, установка и запуск программы CrystalDiskInfo.
2. Сканирование накопителя на оценку его состояния и наличие ошибок. Затем выдается результат.
3. Основные действия выполняются во вкладке «Сервис» в основном меню. Там есть функционал для задания пересканирования диска.

SSD Life

Ошибки и работоспособность SSD определяется с использованием программы SSD Life. Данная бесплатная утилита создана только для работы с ССД дисками. Она обеспечивает заблаговременное отслеживание понижения уровня работоспособности. Имеется портативная и инсталляционная версия. Второй вариант визуально отображает статус диска онлайн, чтобы у пользователя была возможность заблаговременно отследить ситуацию.

Рабочее окно приложения имеет крайне простой интерфейс. Там показывается прогнозируемое время работы накопителя, общее время работы, оценка состояния и т.д. Данные отчета обновляются специальными клавишами внизу.

SSDReady

Провести диагностику SSD можно с использованием программы SSDReady. Ее функциями стали:

1. Мониторинг состояния SSD диска.
2. Оценка потенциальной продолжительности работы.
3. Прочая соответствующая статистика.

Приложение проводит ежедневный анализ считываемых и записываемых на диск данных. Является отличным вариантом по проверке накопителей на общую работоспособность и ошибки.

DiskCheckup

Для тестирования жесткого диска SSD на работоспособность и скорость, можно использовать утилиту DiskCheckup. Данный софт обеспечивает мониторинг S.M.A.R.T атрибутов отдельного накопителя. Как и в вышеописанных программах, в этом приложении показывается статистика жесткого диска. Информация помогает отследить состояние работоспособности устройства. Функционал продукта почти ничем не отличается от описанных приложений.

HDDScan

HDDScan является свободной утилитой, которая диагностирует разные виды жестких дисков. Программа будет удобным инструментом, который поможет пользователю провести поиск на винчестере ошибок. Поддерживается показ атрибутов S.M.A.R.T и изменение определенных параметров.

Этот продукт можно применять для постоянного тестирования накопителя, чтобы предотвратить его деградацию. Приложение поможет избежать потерю важных файлов путем создания бекапов.

Предупреждающие знаки SSD

Тиканье или несмолкаемое жужжание диска считается верным признаком его поломки. В отличие от HDD, твердотельные накопители громко не шумят, но существуют определенные признаки неисправностей секторов диска. Давайте рассмотрим подобные неполадки и способы их исправления.

Повреждение секторов хранения SSD

Данные ситуации происходят при попытке компьютера сохранить или прочитать файл. Процесс длится слишком долго и заканчивается неудачно. В итоге система выдает сообщение о случившейся ошибке.

Общие симптомы повреждения bad blocks (секторов хранения):

1. Медленная работа системы, особенно при использовании файлов большого размера.
2. Наличие частых ошибок при переносе файлов.
3. Аварийное закрытие или зависание активных приложений.
4. Требование восстановить файловую систему компьютера.
5. Файл не может быть записан или прочитан на жестком диске.

При наблюдении подобных симптомом следует запустить любую из вышеописанных утилит для проверки наличия физических проблем с диском. Если ошибки подтвердятся, то требуется сразу создать резервные копии информации и задуматься про приобретение нового SSD накопителя для замены.

Файлы не могут быть записаны или прочитаны

Имеются два способа, при которых неисправность секторов хранения влияет на файлы:

1. Обнаружение системой плохого блока во время записи данных на накопитель. Это влечет за собой отказ системы записывать данные.
2. Обнаружение плохого блока системой после записи данных. Отказ прочтения этих данных.

При первом случае данные вообще не будут записываться, поэтому они не повредятся. Система в автоматическом режиме закрывает доступ к найденным неисправным блокам. В последующих записях они будут игнорироваться. Если это не осуществляется автоматически, то пользователю нужно сохранить файл в другую папку или скопировать его в облако. Затем проводится перезагрузка компьютера, а файл сохраняется в нужном месте.

Если проявится второй случай, то данные получить нелегко. Необходимо использовать несколько методов, чтобы восстановить данные с поврежденного SSD накопителя. Восстановить данные будет очень сложно. Наличие плохих блоков указывает на потерю данных навсегда.

Файловая система нуждается в восстановлении

Сообщение про данную ошибку всплывает на экране из-за неправильного отключения компьютера (не через «Завершение работы»). Раньше это означало развитие плохих блоков в SSD или проблему в разъеме или порте.

Сейчас подобные проблемы решаются достаточно просто. В Windows, Linux и Mac имеются встроенные инструменты, которые производят ремонт поврежденной файловой системы. После подобных ошибок операционная система предлагает пользователю произвести запуск с использованием соответствующих инструментов. Требуется следовать инструкции для восстановления файловой системы.

Во время данного процесса имеются шансы потерять какие-нибудь данные, а восстановление – довольно долгий процесс. Это является еще одной причиной, чтобы периодически производить резервное копирование файлов.

Частые вылеты при загрузке

Если компьютер вылетает при загрузочном процессе, но после перезапуска работает нормально, то виной этому жесткий диск. Связано это с повреждением секторов хранения или является признаком поломки диска. Лучше создать бекап прежде, чем файлы будут утеряны навсегда.

Проверка производится вышеупомянутыми диагностическими программами. При создании резервной копии данных, можно отформатировать диск и произвести переустановку ОС.

Диск доступен только для чтения

Это происходит не часто. Твердотельный накопитель отказывается выполнять операции, связанные с записью данных на диск. Накопитель продолжает работу в режиме только для чтения. Диск не осуществляет изменения файлов, а данные можно легко перенести в иное место хранения.

Не стоит сразу выбрасывать подобный SSD. Можно подключить его в виде дополнительного жесткого диска или внешнего жесткого диска к другим компьютерам. Нужно убедиться, что операционная система не загружается с твердотельного накопителя.

Если SSD будет по-прежнему работать в режиме только для чтения, то перед форматированием можно восстановить все файлы.

Для проверки твердотельного накопителя используется ряд диагностических приложений. В большинстве из них простой функционал, который в режиме онлайн отслеживает состояние SSD диска. Если в Вашем компьютере такой диск, то можете использовать функционал программ для осуществления регулярного мониторинга. Это позволит своевременную проверку состояния и убережет данные от нежелательных потерь.

19 июня 2010 в 13:03

Как я угробил SSD за два месяца

• Компьютерное железо

Эпиграф

«Никогда не доверяй компьютеру, который не можешь выбросить из окна»
Стив Возняк

Два месяца назад поставил себе в ноутбук SSD диск. Работал он великолепно, но на прошлой неделе он внезапно умер из-за истощения ячеек (как я полагаю). Эта статья посвящена тому, как это случилось, и тому, что я делал неправильно.

Описание окружения

• Пользователь: Веб-разработчик. То есть в ходу такие вещи как: виртуалки, eclipse, частые обновления репозиториев.
• ОС: Gentoo. То есть часто «пересобирается мир».
• ФС: ext4. То есть пишется журнал.

Итак, история начинается в апреле, когда, наконец, у меня дошли руки, чтобы скопировать разделы на 64Гб SSD веник, купленный ещё в сентябре. Намеренно не сообщаю производителя и модель, ибо пока я ещё не сильно разобрался что случилось, да это и не имеет большого значения.

Что я сделал, чтобы он работал дольше

Конечно же, я изучил многочисленные публикации, о том как беречь SSD-диски. И вот что я сделал:

• Поставил noatime для разделов, чтобы при обращению к файлу не обновлялась запись о времени последнего доступа.
• Увеличил оперативку до максимума и отключил своп.

Больше я ничего не делал, так как считал, что компьютер должен служить пользователю, а не наоборот, и излишние пляски с бубном - неправильно.

S.M.A.R.T.

За три дня до падения я озаботился вопросом: а как узнать насколько мне хватит счастья? Я попробовал утилиту smartmontools , но она выводила неверную информацию. Пришлось скачать Datasheet и написать патч для них.
Написав патч, я нарыл один интересный параметр: среднее_количество_стираний/максимальное_количество_стираний = 35000/45000. Но прочитав, что MLC ячейки выдерживают только 10000 циклов, я решил, что эти параметры значат не совсем то, что я думаю, и забил на них.

Хроника падения

Внезапно, во время работы стали происходить необъяснимые вещи, например новые программы не запускались. Ради интереса посмотрел на тот самый S.M.A.R.T. параметр, было уже 37000/50000 (+2000/5000 за три дня). Перезапуститься уже не удалось, не читалась файловая система основного раздела.
Я запустился с компакта и начал проверку. Проверка показала, много битых нодов. В процессе починки утилита начала тестировать на битые сектора и их помечать. Завершилось это всё на следующий день со следующим результатом: 60Гб из 64Гб оказались помеченными как плохими.

На заметку: В SSD винчестерах ячейка считается битой, если туда нельзя записать новую информацию. Чтение из такой ячейки по прежнему будет возможным. По этому эли запустить утилиту badblocks в режиме только чтения, то врядли она что-то найдёт.

Я решил запустить утилиту перепрошивки, ибо она не только перепрошивает, но и переформатирует диск. Утилита начала форматировать, покряхтела и выдала, что превышено разумное допустимое количество битых секторов, а также что есть сбои, поэтому завершить форматирование не возможно.
После этого диск стал определяться как диск с очень странным именем, номером модели и размером в 4Гб. И, в дальнейшем, кроме специализированных, утилит его никто не видит.
Я написал письмо в поддержку производителя. Они порекомендовали мне перепрошить, если не получится, то вернуть продавцу. Гарантии ещё 2 года, так что попробую.
Завершаю данный раздел благодарностями Стиву Возняку, который научил делать меня периодические бекапы.

Что произошло

Честно говоря, я и сам не знаю. Предполагаю следующее: S.M.A.R.T. не врал и ячейки действительно поизносились (это косвенно подтверждает бекап, который я делал за два дня до падения, он при распаковке показал, что даты создания некоторых файлов обнулены). А при проверке на бед сектора контроллер диска просто разрешил помечать все ячейки как битые, в которых превышено допустимое количество циклов записи.

Что нужно делать, если у вас SSD

Windows

Поставить Windows 7 в ней максимально всё оптимизировано для таких дисков. Также поставить много оперативки.

MacOs

Скорее всего оптимизированы только те компьютеры, которые будут сразу продаваться с SSD.

FreeBSD

Поставить 9.0. Почитать советы для линукса, подумать что из них можно сделать.

Linux

• Поставить ядро 2.6.33, в котором есть оптимизация для таких дисков в виде команды TRIM.
• Увеличить памяти, чтобы можно было безболезненно отключить своп.
• Поставить для монтируемых разделов noatime .
• Использовал файловую систему, сделанную по принципу copy-on-write или нежурналируемую файловую систему (например ext2).

  На текущий момент copy-on-write ФС использовать достаточно сложно. ZFS пока работает только через FUSE. А nilfs и btrfs при монтировании ругаются, что их формат ещё окончательно не финализирован.

• Включить NOOP IO Scheduler он позволит не выполнять лишних бесполезных действий для SSD.
• Концептуально верно, но не сильно поможет диску - переброс временных файлов на tmpfs .
• Для систем интенсивно пишущих в лог нужно хранить в другом месте. В основном это актуально для серверов, для которых без проблем подымается лог сервер.
• Обзавестись S.M.A.R.T.-утилитами корректно отображающих состояние SSD-диска, чтобы можно было периодически следить за диском.
• Просто щадить диск. А для гентушников это дополнительно значит не «пересобирать мир».

Вопросы к хабрасообществу

• Действительно ли за 2 месяца можно убить MLC-ячейки? Я, конечно понимаю, что диск я не жалел, но ничего сверхъестественного я не делал, просто работал как обычно.
• Гарантийный ли это случай?

UPD : Диск у меня был Transcend TS64GSSD25S-M.
UPD2 : В комментах очень хорошие отзывы о SSD Intel и SAMSUNG. Кроме того люди удивляются как можно так быстро убить SSD веник. Поверьте мне, я недоумевал точно также. Тем не менее возможно, что это наспех скроенная SSD серия и её можно быстро убить.
UPD3 : В комментах и

Твёрдотельные накопители (SSD) довольно прочно вошли в нашу жизнь. Даруя пользователю множество плюсов по сравнению с традиционными HDD (более высокая скорость чтения и записи информации, бесшумность работы, низкое энергопотребление и высокая устойчивость к механическим повреждением), они, тем не менее, не лишены ряда недостатков (к примеру, меньшее время работы по сравнению с HDD). Соответственно, их состояние необходимо время от времени мониторить, дабы вовремя отслеживать негативные изменения их функционала. В этом материале я расскажу, как проверить SSD диск на ошибки, как инструменты нам помогут узнать работоспособность и как их использовать.

Ограниченность ресурса SSD

Если вы задались вопросом о проверке SSD диска на ошибки и работоспособность, значит, могла возникнуть ситуация, при которой ваш SSD перестал нормально функционировать. В первую очередь это связано с тем, что SSD (Solid State Drive – твёрдотельный накопитель ) позволяет записывать на себя информацию ограниченное количество раз (ресурс конкурентов SSD - HDD-дисков в этом плане не ограничен). Обычно производители дают гарантию на свои SSD-диски сроком на 3 года (или на объём записываемых данных размером 35 терабайт данных, что примерно равно цифре 20 гигабайт в день). Те же, кто активно использует свой SSD-драйв (на различных круглосуточных серверах и так далее) могут столкнуться с более быстрым выходом устройств ССД из строя.

Ну а те пользователи, которые работают со своим ПК в обычном, «бытовом» режиме, могут наслаждаться быстрой работой своих ССД на протяжении 5 и более лет. В прошлой статье я подробно описал настройку SSD под Windows 10, у кого данная ОС рекомендую настроить диск.

Как проверить SSD диск на ошибки и работоспособность – список программ

Если вам не необходимо знать работоспособность диска SSD, тогда стоит воспользоваться функционалом соответствующих программ, которые позволят выполнить тест ssd на ошибки. Ниже я перечислю данные программы, и дам их соответствующую характеристику:

Программа CrystalDiskInfo

Она являет собой бесплатную утилиту, которая проверят скорость считывания-записи вашего диска, отображает общее состояние его здоровья, температуру, поддерживает S.M.A.R.T (технологию оценки состояния жёсткого диска) и многое другое. Данная программа CrystalDiskInfo имеет две основные версии (устанавливаемую и портативную), причём в случае устанавливаемой версии вы можете мониторить состояние ваших дисков в реальном времени с помощью значка программы в системном трее. Если стоит насущный вопрос о том, как проверить ssd на битые сектора, то программа CrystalDiskInfo вам в этом эффективно поможет.

1. Чтобы воспользоваться программой скачайте её, установите и запустите.
2. Программа просканирует ваш жёсткий диск на оценку его состояния, ошибок и так далее, а затем выдаст вам результат.
3. Все основные действия сосредоточены во вкладке «Сервис» основного меню (в частности, в случае необходимости там вы можете задать функцию пересканирования диска).

Программа SSD Life

Определить работоспособность и ошибки SSD, нам также может помочь программа SSD Life . Эта условно бесплатная утилита написана специально для работы с ССД-дисками, позволяя заблаговременно отслеживать снижения их работоспособности. Как и в случае с CrystalDiskInfo, данная программа имеет две версии – портативную (выдаёт отчёт о состоянии диска сразу при её запуске, без дополнительной установки), и инсталляционную, отображающая статут диска в реально времени для того, чтобы пользователь заблаговременно отслеживал ситуацию.

Рабочее окно программы крайне простое, на нём вы увидите прогнозируемое время работы вашего диска, оценку его состояния, сколько времени он уже проработал и так далее. Для обновления данных отчёта служат соответствующие клавиши внизу.

Программа SSDReady

Диагностика SSD также может быть осуществлена с помощью программы SSDReady , созданной специально для мониторинга состояние вашего SSD-диска, оценки потенциальной продолжительности его работы и прочей соответствующей статистики. Она ведёт учёт объём ежедневно записываемых и считываемых с диска данных, требует своей перманентной работы на заднем фоне и является хорошим вариантом в проверке SSD диска на ошибки и общую работоспособность.

Программа DiskCheckup

В тестировании жесткого диска SSD на скорость и работоспособность, нам может также помочь утилита DiscCheckup , позволяющая мониторить S.M.A.R.T атрибуты отдельного жёсткого диска. Как и в случае вышеописанных программ, данное приложение показывает статистику жёсткого диска, позволяющую отследить состоянии работоспособности последнего. Функционал данного продукта, по сути, не отличается от описанных выше программ.

Бытует мнение, что одним из самых существенных недостатков твердотельных накопителей выступает их конечная и притом относительно невысокая надёжность. И действительно, в силу ограниченности ресурса флеш-памяти, которая обуславливается постепенной деградацией её полупроводниковой структуры, любой SSD рано или поздно теряет свою способность к хранению информации. Вопрос о том, когда это может произойти, для многих пользователей остаётся ключевым, поэтому многие покупатели при выборе накопителей руководствуются не столько их быстродействием, сколько показателями надёжности. Масла в огонь сомнений подливают и сами производители, которые из маркетинговых соображений в условиях гарантии на свои потребительские продукты оговаривают сравнительно невысокие объёмы разрешённой записи.

Тем не менее, на практике массовые твердотельные накопители демонстрируют более чем достаточную надёжность для того, чтобы им можно было доверять хранение пользовательских данных. Эксперимент, показавший отсутствие реальных причин для переживаний за конечность их ресурса, некоторое время тому назад проводил сайт TechReport . Им был выполнен тест, показавший, что, несмотря на все сомнения, выносливость SSD уже выросла настолько, что о ней можно вообще не задумываться. В рамках эксперимента было практически подтверждено, что большинство моделей потребительских накопителей до своего отказа способны перенести запись порядка 1 Пбайт информации, а особенно удачные модели, вроде Samsung 840 Pro, остаются в живых, переварив и 2 Пбайт данных. Такие объёмы записи практически недостижимы в условиях обычного персонального компьютера, поэтому срок жизни твердотельного накопителя попросту не может подойти к концу до того, как он полностью морально устареет и будет заменён новой моделью.

Однако убедить скептиков данное тестирование не смогло. Дело в том, что проводилось оно в 2013-2014 годах, когда в ходу были твердотельные накопители, построенные на базе планарной MLC NAND, которая изготавливается с применением 25-нм техпроцесса. Такая память до своей деградации способна переносить порядка 3000-5000 циклов программирования-стирания, а сейчас в ходу уже совсем другие технологии. Сегодня в массовые модели SSD пришла флеш-память с трёхбитовой ячейкой, а современные планарные техпроцессы используют разрешение 15-16 нм. Параллельно распространение приобретает флеш-память с принципиально новой трёхмерной структурой. Любой из этих факторов способен в корне изменить ситуацию с надёжностью, и в сумме современная флеш-память обещает лишь ресурс в 500-1500 циклов перезаписи. Неужели вместе с памятью ухудшаются и накопители и за их надёжность нужно снова начинать переживать?

Скорее всего - нет. Дело в том, что наряду с изменением полупроводниковых технологий происходит непрерывное совершенствование контроллеров, управляющих флеш-памятью. В них внедряются более совершенные алгоритмы, которые должны компенсировать происходящие в NAND изменения. И, как обещают производители, актуальные модели SSD как минимум не менее надёжны, чем их предшественники. Но объективная почва для сомнений всё-таки остаётся. Действительно, на психологическом уровне накопители на базе старой 25-нм MLC NAND с 3000 циклов перезаписи выглядят куда основательнее современных моделей SSD с 15/16-нм TLC NAND, которая при прочих равных может гарантировать лишь 500 циклов перезаписи. Не слишком обнадёживает и набирающая популярность TLC 3D NAND, которая хоть и производится по более крупным технологическим нормам, но при этом подвержена более сильному взаимному влиянию ячеек.

Учитывая всё это, мы решили провести собственный эксперимент, который позволил бы определить, какую выносливость могут гарантировать актуальные сегодня модели накопителей, основанные на наиболее ходовых в настоящее время типах флеш-памяти.

Контроллеры решают

Конечность жизни накопителей, построенных на флеш-памяти, уже давно ни у кого не вызывает удивления. Все давно привыкли к тому, что одной из характеристик NAND-памяти выступает гарантированное количество циклов перезаписи, после превышения которого ячейки могут начинать искажать информацию или просто отказывать. Объясняется это самим принципом работы такой памяти, который основывается на захвате электронов и хранении заряда внутри плавающего затвора. Изменение состояний ячеек происходит за счёт приложения к плавающему затвору сравнительно высоких напряжений, благодаря чему электроны преодолевают тонкий слой диэлектрика в одну или другую сторону и задерживаются в ячейке.

Полупроводниковая структура ячейки NAND

Однако такое перемещение электронов сродни пробою - оно постепенно изнашивает изолирующий материал, и в конечном итоге это приводит к нарушению всей полупроводниковой структуры. К тому же существует и вторая проблема, влекущая за собой постепенное ухудшение характеристик ячеек, - при возникновении туннелирования электроны могут застревать в слое диэлектрика, препятствуя правильному распознаванию заряда, хранящегося в плавающем затворе. Всё это значит, что момент, когда ячейки флеш-памяти перестают нормально работать, неизбежен. Новые же технологические процессы лишь усугубляют проблему: слой диэлектрика с уменьшением производственных норм становится только тоньше, что снижает его устойчивость к негативным влияниям.

Однако говорить о том, что между ресурсом ячеек флеш-памяти и продолжительностью жизни современных SSD существует прямая зависимость, было бы не совсем верно. Работа твердотельного накопителя - это не прямолинейная запись и чтение в ячейках флеш-памяти. Дело в том, что NAND-память имеет достаточно сложную организацию и для взаимодействия с ней требуются специальные подходы. Ячейки объединены в страницы, а страницы - в блоки. Запись данных возможна лишь в чистые страницы, но для того, чтобы очистить страницу, необходимо сбросить весь блок целиком. Это значит, что запись, а ещё хуже - изменение данных, превращается в непростой многоступенчатый процесс, включающий чтение страницы, её изменение и повторную перезапись в свободное место, которое должно быть предварительно расчищено. Причём подготовка свободного места - это отдельная головная боль, требующая «сборки мусора» - формирования и очистки блоков из уже побывавших в использовании, но ставших неактуальными страниц.

Схема работы флеш-памяти твердотельного накопителя

В результате реальные объёмы записи в флеш-память могут существенно отличаться от того объёма операций, который инициируется пользователем. Например, изменение даже одного байта может повлечь за собой не только запись целой страницы, но и даже необходимость перезаписи сразу нескольких страниц для предварительного высвобождения чистого блока.

Соотношение между объёмом записи, совершаемой пользователем, и фактической нагрузкой на флеш-память называется коэффициентом усиления записи. Этот коэффициент почти всегда выше единицы, причём в некоторых случаях - намного. Однако современные контроллеры за счёт буферизации операций и других интеллектуальных подходов научились эффективно снижать усиление записи. Распространение получили такие полезные для продления жизни ячеек технологии, как SLC-кеширование и выравнивание износа. С одной стороны, они переводят небольшую часть памяти в щадящий SLC-режим и используют её для консолидации мелких разрозненных операций. С другой - делают нагрузку на массив памяти более равномерной, предотвращая излишние многократные перезаписи одной и той же области. В результате сохранение на два разных накопителя одного и того же количества пользовательских данных с точки зрения массива флеш-памяти может вызывать совершенно различную нагрузку - всё зависит от алгоритмов, применяемых контроллером и микропрограммой в каждом конкретном случае.

Есть и ещё одна сторона: технологии сборки мусора и TRIM, которые в целях повышения производительности предварительно готовят чистые блоки страниц флеш-памяти и потому могут переносить данные с места на место без какого-либо участия пользователя, вносят в износ массива NAND дополнительный и немалый вклад. Но конкретная реализация этих технологий также во многом зависит от контроллера, поэтому различия в том, как SSD распоряжаются ресурсом собственной флеш-памяти, могут быть значительными и здесь.

В итоге всё это означает, что практическая надёжность двух разных накопителей с одинаковой флеш-памятью может очень заметно различаться лишь за счет различных внутренних алгоритмов и оптимизаций. Поэтому, говоря о ресурсе современного SSD, нужно понимать, что этот параметр определяется не только и не столько выносливостью ячеек памяти, сколько тем, насколько бережно с ними обращается контроллер.

Алгоритмы работы контроллеров SSD постоянно совершенствуются. Разработчики не только стараются оптимизировать объём операций записи в флеш-память, но и занимаются внедрением более эффективных методов цифровой обработки сигналов и коррекции ошибок чтения. К тому же некоторые из них прибегают к выделению на SSD обширной резервной области, за счёт чего нагрузка на ячейки NAND дополнительно снижается. Всё это тоже сказывается на ресурсе. Таким образом, в руках у производителей SSD оказывается масса рычагов для влияния на то, какую итоговую выносливость будет демонстрировать их продукт, и ресурс флеш-памяти - лишь один из параметров в этом уравнении. Именно поэтому проведение тестов выносливости современных SSD и вызывает такой интерес: несмотря на повсеместное внедрение NAND-памяти с относительно невысокой выносливостью, актуальные модели совершенно необязательно должны иметь меньшую надёжность по сравнению со своими предшественниками. Прогресс в контроллерах и используемых ими методах работы вполне способен компенсировать хлипкость современной флеш-памяти. И именно этим исследование актуальных потребительских SSD и интересно. По сравнению с SSD прошлых поколений неизменным остаётся лишь только одно: ресурс твердотельных накопителей в любом случае конечен. Но как он поменялся за последние годы - как раз и должно показать наше тестирование.

Методика тестирования

Суть тестирования выносливости SSD очень проста: нужно непрерывно перезаписывать данные в накопителях, пытаясь на практике установить предел их выносливости. Однако простая линейная запись не совсем отвечает целям тестирования. В предыдущем разделе мы говорили о том, что современные накопители имеют целый букет технологий, направленных на снижение коэффициента усиления записи, а кроме того, они по-разному выполняют процедуры сборки мусора и выравнивания износа, а также по-разному реагируют на команду операционной системы TRIM. Именно поэтому наиболее правильным подходом является взаимодействие с SSD через файловую систему с примерным повторением профиля реальных операций. Только в этом случае мы сможем получить результат, который обычные пользователи могут рассматривать в качестве ориентира.

Поэтому в нашем тесте выносливости мы используем отформатированные с файловой системой NTFS накопители, на которых непрерывно и попеременно создаются файлы двух типов: мелкие - со случайным размером от 1 до 128 Кбайт и крупные - со случайным размером от 128 Кбайт до 10 Мбайт. В процессе теста эти файлы со случайным заполнением множатся, пока на накопителе остаётся более 12 Гбайт свободного места, по достижении же этого порога все созданные файлы удаляются, делается небольшая пауза и процесс повторяется вновь. Помимо этого, на испытуемых накопителях одновременно присутствует и третий тип файлов - постоянный. Такие файлы общим объёмом 16 Гбайт в процессе стирания-перезаписи не участвуют, но используются для проверки правильной работоспособности накопителей и стабильной читаемости хранимой информации: каждый цикл заполнения SSD мы проверяем контрольную сумму этих файлов и сверяем её с эталонным, заранее рассчитанным значением.

Описанный тестовый сценарий воспроизводится специальной программой Anvil’s Storage Utilities версии 1.1.0, мониторинг состояния накопителей проводится при помощи утилиты CrystalDiskInfo версии 7.0.2. Тестовая система представляет собой компьютер с материнской платой ASUS B150M Pro Gaming, процессором Core i5-6600 со встроенным графическим ядром Intel HD Graphics 530 и 8 Гбайт DDR4-2133 SDRAM. Приводы с SATA-интерфейсом подключаются к контроллеру SATA 6 Гбит/с, встроенному в чипсет материнской платы, и работают в режиме AHCI. Используется драйвер Intel Rapid Storage Technology (RST) 14.8.0.1042.

Список моделей SSD, принимающих участие в нашем эксперименте, к настоящему моменту включает уже более пяти десятков наименований:

1. (AGAMMIXS11-240GT-C, прошивка SVN139B);
2. ADATA XPG SX950 (ASX950SS-240GM-C, прошивка Q0125A);
3. ADATA Ultimate SU700 256 Гбайт (ASU700SS-256GT-C, прошивка B170428a);
4. (ASU800SS-256GT-C, прошивка P0801A);
5. (ASU900SS-512GM-C, прошивка P1026A);
6. Crucial BX500 240 Гбайт (CT240BX500SSD1, прошивка M6CR013);
7. Crucial MX300 275 Гбайт (CT275MX300SSD1, прошивка M0CR021);
8. (CT250MX500SSD1, прошивка M3CR010);
9. GOODRAM CX300 240 Гбайт (SSDPR-CX300-240, прошивка SBFM71.0 );
10. (SSDPR-IRIDPRO-240 , прошивка SAFM22.3);
11. (SSDPED1D280GAX1, прошивка E2010325);
12. (SSDSC2KW256G8, прошивка LHF002C);