Раньше твердотельные накопители недооценивали. Низкая надежность, высокая стоимость, недостаток объема. Соответственно, чаще использовались жесткие диски и массивы RAID разной степени сложности для получения более высокой скорости и увеличения надежности. Сейчас ситуация заметно изменилась, потому флеш-память становится все более распространенной. В персональных компьютерах уже главный совет — установка SSD. Но в корпоративном сегменте все заметно сложнее и требуются более гибкие решения.
Впрочем, флеш-память используется здесь все чаще. На 2024 год прогнозируемое количество твердотельных накопителей в серверном сегменте будет составлять более 42% в расчете на объем. И продолжит расти. Так что, самое время поговорить о SSD для сервера.
Упор на производительность
Дисковая подсистема, даже построенная с помощью RAID-массивов, низменно является бутылочным горлышком системы. HDD медлительны, несмотря на значительный рост объемов, скорость накопителей за многие годы практически не выросла. Соответственно, использовать для кеширования данных, быстрой разверстки виртуальных машин и в системах с преобладанием случайных обращений становится затруднительно. Использование RAID для увеличения скорости тоже не дает серьезных результатов. Потому использование SSD в серверах стало неизбежностью.
Благодаря флеш-памяти обладатели серверного оборудования наконец-то смогли вздохнуть спокойно, ибо стало проще разворачивать производительные дисковые подсистемы, которые стали довольно надежными, позволяют работать со случайными обращениями и не являются бутылочным горлышком в платформе. Современные SSD постепенно начали превосходить HDD во всем.
HDD на текущий момент годятся только в качестве хранилищ или в системах, где скорость дисковой подсистемы не особо принципиальна. Но даже в таких серверах предпочитают операционную систему и основные приложения размещать на твердотельных накопителях, в противном случае загрузка будет занимать вечность, а запуск любого приложения отправит сотрудника на перекур.
Конечно, SSD для сервера могут заметно ускорить работу системы, но цена все еще заметно выше, чем у жестких дисков, так что вложения до сих пор существенны. Потому, поговорим о проблемах выбора.
Какой SSD для сервера выбрать?
Solid-state drive – запоминающее устройство на основе флеш-памяти. Существуют разные типы, например, основанные на разных методах соединения ячеек:
NOR – двумерная матрица проводников, с одним звеном на пересечении;
NAND – двумерная матрица проводников просто транзистор заменен на столбец из последовательно размещенных ячеек.
В современных «резервуарах памяти» чаще используется второй вариант, ведь он более хорош во многих смыслах:
большая плотность записи;
стирание памяти в блоках производится сразу, в NOR сначала требуется обнулить все байты блока;
ниже энергопотребление.
NAND в 2025 году применять целесообразнее. NOR-SSD на рынке сейчас не видно, нет даже в планах, так что лучше вести повествование о актуальном направлении.
Итак, стоит посмотреть на существующие классические типы NAND (3D NAND рассмотрим позже):
Тип флеш-памяти | SLC | MLC | TLC | QLC |
Бит на ячейку | 1 | 2 | 3 | 4 |
TBW | 100 тыс. | 3 тыс. | 1 тыс. | 0,5 тыс. |
Время чтения | 25μs | 50μs | 75μs | 110μs |
Время записи | 200–300μs | 600–900μs | 900–1350μs | 1500 и более μs |
Время стирания | 1,5-2ms | 3ms | 4,5ms | 7ms |
Итак, расшифруем:
TDW – количество циклов записи/стирания ячейки памяти, через указанное количество циклов звено с высокой вероятностью «умирает»;
все значения времени указаны для одной ячейки. μs – микросекунды, ms – миллисекунды.
Так-с, теперь пришло время поговорить о каждом типе отдельно.
SLC
Имеет один бит на ячейку, что снижает нагрузку на нее, соответственно, звено живет значительно дольше. К тому же, благодаря одноуровневой структуре снижены задержи и выше скорость чтения/записи.
Наверное, поняли, что самый лучший вид NAND-memory. Надежный, производительный. Ожидаемо, самый дорогой. Стоимость может превышать цену «младших» собратьев разы.
Например, накопитель Transcend 500TS64GSSD500 построен на SLC. Стоимость за 64 ГБ составит примерно 45 000 рублей. Недешево. Так что даже в серверах увидеть можно редко. Есть более удобные альтернативы, практически ничем не уступающие. К тому же, низкая плотность записи даст о себе знать. Здесь приходится выделить каждый бит на отдельный элемент, соответственно, физический размер устройства будет расти с количеством оных. Соответственно, при больших объемах памяти в сочетании с компактностью говорить не приходится.