Как долго на самом деле служат SSD?

Если вам нужно быстрое и надежное хранилище, нет никаких сомнений — вам следует приобрести надежный твердотельный накопитель , и если вы выберете хороший , он может служить вам долгие годы. Однако по определению твердотельные накопители не вечны. Флэш-память NAND, питающая их, имеет только ограниченное количество циклов записи и стирания, а это означает, что со временем ваш SSD выйдет из строя.

Вопрос в том, как долго на самом деле служат SSD? Стоит ли вам беспокоиться об этом, когда вы ходите по магазинам, и на какие признаки следует обратить внимание? Обо всем этом и многом другом мы расскажем в этой статье.

Как долго служат SSD?

В среднем многие твердотельные накопители могут нормально функционировать в течение пяти-десяти лет, прежде чем начнут проявляться признаки отказа. Однако эта оценка может меняться в зависимости от конкретного SSD. К факторам, которые могут продлить или сократить срок службы твердотельного накопителя, относятся тип используемой флэш-памяти NAND, рабочие нагрузки, которые он обрабатывает, а также частота (и интенсивность) его использования.

Для чего-то, что отвечает за хранение данных, информации о среднем сроке службы твердотельного накопителя на удивление мало. Хотя твердотельные накопители могут нормально функционировать до 10 лет, средний твердотельный накопитель выйдет из строя раньше, и недавние исследования показывают, что вероятность отказа твердотельного накопителя становится более вероятной со временем, а не по мере использования. Короче говоря: это нормально, если вы используете SSD каждый день. Время само по себе все равно сделает свое дело, независимо от того, используете ли вы его легкомысленно или нет.

Согласно исследовательской работе Бьянки Шредер из Университета Торонто и Рагхава Лагисетти и Арифа Мерчанта из Google, флэш-накопители NAND имеют гораздо более низкий уровень замены, чем старые добрые жесткие диски. На заре потребительских твердотельных накопителей некоторые люди утверждали, что они будут гораздо менее надежными, чем жесткие диски, но это оказалось распространенным мифом для ПК . С другой стороны, то же исследование показало, что на твердотельных накопителях возникает больше неисправимых ошибок и сбойных блоков, чем на жестких дисках, что не обязательно приводит к полному отказу накопителя. Речь идет больше о деградации за определенный период времени.

Backblaze, компания, занимающаяся облачным хранилищем и резервным копированием, также делится некоторыми интересными сведениями о надежности твердотельных накопителей, публикуя полугодовые отчеты . В середине 2023 года компания использовала в своих серверах хранения колоссальные 3144 твердотельных накопителя. Во втором квартале 2023 года из этих 3144 твердотельных накопителей вышли из строя только восемь. Годовой процент отказов компании (AFR) колебался между 0,36% и 1,72%.

Что, пожалуй, более интересно, так это то, что Backblaze также рассчитала средний возраст отказов своих твердотельных накопителей. В отчете за 2023 год компания обнаружила в общей сложности 63 вышедших из строя твердотельных накопителя. Принимая во внимание часы работы (POH), Backblaze определила, что средний возраст SSD составляет всего 14 месяцев. Но эти данные вводят в заблуждение — средний возраст SSD во всем парке Backblaze составляет всего 25 месяцев. Со временем средний возраст твердотельных накопителей на момент отказа, вероятно, увеличится.

Желание определить, как долго прослужат твердотельные накопители, особенно сложно, поскольку почти каждое исследование говорит о твердотельных накопителях в контексте центров обработки данных, а не потребителей. Было бы сложно измерить точный средний срок службы потребительского твердотельного накопителя, независимо от того, учился он или нет, потому что это нечто большее, чем просто время, хотя кажется, что время играет самую большую роль.

Еще следует иметь в виду, что многие твердотельные накопители никогда не выходят из строя. Вы скорее замените всю систему, чем увидите, что SSD умрет. Некоторые твердотельные накопители выйдут из строя, а некоторые нет, и не существует простого способа предсказать, что произойдет с вашим.

Что влияет на срок службы вашего SSD?

Хотя срок службы твердотельного накопителя может показаться довольно неоднозначным, у каждого твердотельного накопителя есть приблизительный объем данных, который он может обработать, прежде чем он рискует выйти из строя. Давайте разберемся.

TBW, DWPD и среднее время безотказной работы

Когда вы покупаете SSD, вы часто встречаете различные характеристики, которые оценивают, как долго SSD должен работать, прежде чем дела пойдут не так: записанные терабайты (TBW), записи на диск в день (DWPD) и среднее время между сбоями (MTBF). Некоторые производители указывают только один из этих показателей, тогда как другие могут указывать все три. Вот почему определение срока службы твердотельного накопителя не является точной наукой — в конце концов, каждый из этих показателей относится к чему-то другому.

TBW — это мера общего объема данных, которые могут быть записаны на ваш SSD до того, как он изнашивается. Это наиболее часто используемый показатель, отражающий срок службы твердотельного накопителя, но на самом деле маловероятно, что вы когда-либо достигнете этого предела. Многие из лучших SSD, доступных в настоящее время, имеют рейтинг TBW, достигающий 1200 ТБ и выше. Если предположить, что вы записываете на SSD 100 ГБ данных в неделю — что в некоторые недели может быть немного, но в большинстве недель должно быть достаточно — ваш TBW закончится через 230 лет непрерывного использования.

Вкратце: высокий TBW — это хорошо, потому что он обеспечивает большую долговечность, но вы вряд ли когда-либо превысите TBW на каких-либо твердотельных накопителях. Даже старые диски со скромным TBW в 300 ТБ прослужат долгие годы при нормальном использовании.

DWPD — еще один показатель, используемый для оценки долговечности вашего SSD. Он указывает, сколько раз в день можно записать всю емкость SSD в течение гарантийного срока накопителя. Например, Samsung 990 Pro емкостью 2 ТБ предлагает пятилетнюю гарантию и имеет рейтинг DWPD 0,3. Это означает, что вы можете записывать до 600 ГБ в день в течение пяти лет, прежде чем израсходуете весь лимит.

С другой стороны, MTBF — это показатель надежности, который относится к времени между сбоями, измеряемому в часах. В SSD он просто оценивает вероятность того, что ваш SSD выйдет из строя во время нормальной работы. Вышеупомянутый Samsung 990 Pro имеет среднее время безотказной работы 1,5 миллиона часов, а это означает, что ожидается, что он проработает нормально в течение 1,5 миллиона часов, прежде чем может выйти из строя. Это 171 год, что, опять же, сумасшедшая цифра.

Что касается всех этих показателей, важно помнить, что это статистические показатели, которые не гарантируют, что ваш SSD прослужит так долго. (В любом случае, без помощи наших роботов-повелителей никто из нас не сможет увидеть, что случилось с нашими твердотельными накопителями через 230 лет.)

Это всего лишь оценка: некоторые твердотельные накопители выйдут из строя через год, а другие вообще не выйдут из строя и в какой-то момент их просто заменят.

Возраст

Помимо всех показателей, возраст вашего SSD является определяющим фактором того, как долго он прослужит. Вряд ли вы когда-нибудь превысите TBW современного твердотельного накопителя, но время и использование сами по себе изнашивают его. Все сводится к долговечности оксидного слоя флэш-памяти NAND, используемой в SSD, которая ухудшается с каждым циклом программирования/стирания (P/E). На ячейки NAND в ваших твердотельных накопителях влияет каждый цикл P/E, и со временем они изнашиваются. По мере того, как все больше и больше ячеек NAND изнашиваются, способность вашего SSD хранить данные будет уменьшаться.

Таким образом, диск при интенсивном использовании, скорее всего, изнашивается раньше, но однажды SSD так или иначе изнашивается. На большинство твердотельных накопителей распространяется ограниченная гарантия сроком от трех до пяти лет, остальное зависит от удачи и использования.

Тип флэш-памяти NAND

Еще одна причина, по которой трудно оценить средний срок службы SSD, заключается в том, что не существует универсального типа SSD, на который можно было бы ссылаться. В зависимости от флэш-памяти NAND, используемой в конкретном SSD, она может иметь большее или меньшее прогнозируемое количество циклов записи.

Термин NAND относится к энергонезависимому типу флэш-памяти, которая продолжает хранить ваши данные, даже когда вы выключаете компьютер. Это отличает его от оперативной памяти , которая является энергозависимой и не сохраняет никаких данных после выхода из системы в течение дня. NAND также отличает твердотельные накопители от жестких дисков, которые используют вращающиеся магнитные диски для хранения данных, что делает их медленнее и более склонными к физическому повреждению.

Типы флэш-памяти NAND в твердотельных накопителях:

• SLC (одноуровневая ячейка): этот тип NAND действительно встречается только в корпоративных твердотельных накопителях, например тех, которые используются в центрах обработки данных. Он хранит только один бит информации на ячейку, что ускоряет извлечение данных, а его срок службы самый высокий — примерно 100 000 циклов P/E (по данным Kingston ).
• MLC (многоуровневая ячейка): хотя название подразумевает, что этот тип NAND хранит несколько битов на ячейку, чаще всего он используется для двух битов на ячейку. Более высокая плотность данных означает, что их легче производить с большей емкостью, но они рассчитаны не более чем на 10 000 циклов P/E. Однако твердотельные накопители MLC потребительского класса могут иметь более низкий рейтинг выносливости.
• TLC (трехуровневая ячейка): как вы уже догадались — этот тип памяти хранит три бита на ячейку. На данный момент это самый популярный тип NAND в потребительских твердотельных накопителях, обладающий хорошим сочетанием производительности, цены и долговечности. Он может обрабатывать 3000 циклов P/E.
• QLC (четырехуровневая ячейка): QLC NAND хранит четыре бита данных в каждой ячейке, увеличивая плотность хранения за счет огромных затрат на выносливость, с рейтингом всего 1000 циклов P/E.

Некоторые производители начали использовать технологию под названием 3D NAND, увеличивая плотность и емкость хранилища, не увеличивая при этом сам SSD. Эту технологию можно использовать с любым типом NAND, от SLC до QLC. В некоторых спецификациях SSD указано только «3D NAND» без указания типа, но если копнуть глубже, эту информацию обычно можно найти на веб-сайте производителя.

Большинство современных твердотельных накопителей оснащены TLC NAND, что делает их более доступными, но менее долговечными.

Признаки неисправности SSD

Если ваш SSD вышел из строя, это обычно очень легко увидеть. За прошедшие годы я видел только один отказ SSD до того, как его заменили, но это было ясно как день. Компьютер замедлился до невыносимого уровня, настолько, что запуск Chrome занял более 30 минут. Проверка диспетчера задач показала, что диск работал на 100%, даже когда больше ничего не было открыто. К счастью, мне удалось уловить это до точки невозврата и получить данные, прежде чем избавиться от SSD.

Вот некоторые признаки, на которые следует обратить внимание:

• Частые сбои, особенно во время загрузки.
• SSD переключается в режим только для чтения
• Частые ошибки файловой системы
• Медленная производительность
• Повреждение данных
• Синий экран смерти (BSOD)
• Зависает и не отвечает
• Ошибки SMART, например уведомления о поврежденных блоках данных или перераспределенных секторах.

Важно помнить, что потеря SSD может стоить вам всех ваших данных. Вот почему резервное копирование так важно, но также хорошей идеей будет периодическая проверка SSD на наличие признаков сбоя . Лучше действовать до того, как вы заметите какие-либо признаки сбоя, так как это может дать вам некоторое время, чтобы перенести данные в другое место и купить новый диск.