Твердотельные накопители известны своей высокой пропускной способностью, быстрым временем отклика и низкой задержкой. Именно поэтому они практически вытеснили жесткие диски в качестве загрузочных накопителей как в потребительских, так и в корпоративных средах. Первое преимущество SSD - это быстрая загрузка операционной системы и программного обеспечения/игр. Однако SSD не ограничиваются использованием только в качестве загрузочных дисков. Существует множество других применений как в потребительских, так и в корпоративных средах, о которых мы расскажем в этой статье.
Твердотельные накопители придают компьютеру быстроту, поскольку, когда процессору требуются какие-либо данные, они сразу же становятся доступными благодаря флэш-памяти NAND, на которой основаны твердотельные накопители. Магия быстрого времени отклика твердотельных накопителей имеет множество других причин. Флэш-память NAND, используемая в SSD для хранения данных, по своей природе быстрее магнитных накопителей. Кроме того, интерфейс PCIe обеспечивает огромную пропускную способность, а NVMe - высокий уровень параллелизма. Сочетая все это вместе, твердотельные накопители стали новым распространенным вариантом вторичных дисков на рынке.
Давайте посмотрим, где используются эти SSD-накопители и в чем их преимущества перед жесткими дисками.
1. Персональные и деловые приложения
Ноутбуки и настольные компьютеры: Рынок потребительских твердотельных накопителей огромен, и основное применение они находят в персональных и бизнес-компьютерах. Большинство потребительских ноутбуков и настольных компьютеров могут использовать твердотельные накопители (как SATA, так и NVMe) для повышения производительности. Твердотельные накопители стали предпочтительным выбором, главным образом потому, что они более доступны и дешевы. Наряду с более быстрой загрузкой, SSD позволяют быстро запускать приложения и быстро реагировать на них. При работе в многозадачном режиме, особенно при выполнении задач, требующих больших объемов данных, таких как редактирование видео или сжатие файлов, твердотельные накопители могут продемонстрировать значительный прирост производительности.
В большинстве домашних компьютеров даже гораздо более дешевых SSD SATA 2,5" или M.2 SATA достаточно для устранения узких мест в системе хранения данных. Для высокопроизводительных компьютеров можно просто купить и установить NVMe-накопители. Современный Твердотельные накопители NVMe поколения 5.0 могут легко достигать последовательной производительности до 10 ГБ/с и выше. Поэтому, если ваши домашние или рабочие компьютеры выполняют большие объемы операций чтения/записи данных, у вас всегда есть выбор в пользу высокоскоростных твердотельных накопителей NVMe.
Преимущества твердотельных накопителей в персональных и бизнес-приложениях
Поскольку вторичное хранилище идет после оперативной памяти, оно почти не оказывает прямого влияния на производительность системы. Но есть много косвенных преимуществ, которые заключаются в следующем.
- Быстрый запуск ОС и приложений благодаря уменьшению или отсутствию узких мест в системе хранения данных.
- Улучшенная многозадачность, поскольку данные легко доступны процессору.
- Снижение тепловыделения, энергоэффективность, низкий уровень шума и вибрации.
- Отлично подходит для интенсивных операций чтения/записи данных.
Типы твердотельных накопителей
В персональных и бизнес-приложениях NVMe, пожалуй, самый популярный тип SSD, но есть и другие типы.
- Твердотельные накопители SATA 2,5": До 600 MB/s
- M.2 SATA: До 600 MB/s
- mSATA: До 600 MB/s
- M.2 PCIe NVMe: До 10 000 и более (поколение 5.0)
- Дополнительная карта PCIe (AIC): До 7 500 MB/s (Gen 4.0)
2. Игровые и киберспортивные приложения
Игровые компьютеры и киберспортивные лиги: В контексте игр и киберспорта твердотельные накопители играют важную роль в повышении производительности игр, сокращении времени загрузки, а также в других связанных с играми вещах, таких как запись и потоковое вещание. Хотя SSD не могут напрямую помочь в повышении FPS, они обеспечивают такие преимущества, как сохранение, установка и загрузка игр. Для запуска игр графическому процессору требуются тяжелые файлы для текстур и окружения. Твердотельные накопители быстро предоставляют эти файлы и помогают GPU продолжать выполнять свою работу. Твердотельные накопители также могут помочь справиться с заиканием при выполнении графически сложных задач. В киберспорте победа и поражение решаются за миллисекунды. Твердотельные накопители обеспечивают быстрое начало матчей и отсутствие простоев.
Моддинг, стриминг и запись: Твердотельные накопители полезны при создании модов и настройке игр. Они особенно полезны при загрузке тяжелых файлов модов в папки игры.
Игровые консоли: Игровые консоли, такие как Playstations и Xbox, также используют SSD-накопители NVMe для хранения игровых файлов. В PS5 есть собственный твердотельный накопитель NVMe, оптимизированный для скорости до 5500 MB/s. Твердотельные накопители отлично подходят для питания консолей с высокой скоростью чтения/записи, чтобы игровые элементы были готовы в любой момент.
Преимущества твердотельных накопителей в играх и киберспорте
Опять же, твердотельные накопители не помогают повысить FPS в игре, но без них графические процессоры не смогут работать в полную силу. Так что косвенная польза для FPS несомненно есть. Другие преимущества следующие.
- Быстрая загрузка ОС и игр благодаря устранению узких мест в системе хранения данных
- Быстрая установка, сохранение и загрузка игры
- Отлично подходит для тяжелых модов
- Запись и потоковое вещание в игре благодаря быстрым операциям чтения и записи данных
Типы твердотельных накопителей
В зависимости от типа игровой установки или консоли можно использовать различные SSD-накопители. На игровых компьютерах низкого класса могут хорошо работать даже SSD с интерфейсом SATA.
- Твердотельные накопители SATA 2,5": До 600 MB/s
- M.2 SATA: До 600 MB/s
- mSATA: До 600 MB/s
- M.2 PCIe NVMe: До 10 000 и более (поколение 5.0)
- Дополнительная карта PCIe (AIC): До 7 500 MB/s (Gen 4.0)
- Внешние твердотельные накопители: До 2 800 MB/s (Thunderbolt)
3. Корпоративные приложения
Центры обработки данных: Центры обработки данных обычно полагаются на высокий показатель IOPS (Input Output Operations Per Second), поскольку им приходится одновременно обрабатывать большое количество запросов. Показатели IOPS более важны в SaaS (Software as a Service), облачных приложениях и средах виртуализации. Во всех этих приложениях твердотельные накопители обеспечивают более быстрый доступ к данным, снижение задержек и повышение общей производительности в облачных средах. Поставщики облачных услуг, такие как Google Cloud, Amazon AWS и т. д., используют SSD-накопители для предоставления премьерных услуг хранения данных своим пользователям.
Технологии виртуализации: Многие корпоративные среды также используют технологии виртуализации для себя и своих пользователей. Твердотельные накопители позволяют сократить время загрузки таких виртуальных машин и сделать их более отзывчивыми.
CDN и другие передовые технологии: Сети доставки контента (CDN) в значительной степени полагаются на твердотельные накопители, чтобы доставлять контент своим пользователям через Интернет. Такие сервисы, как Netflix, YouTube, Hulu и Amazon Prime Video, получают большой трафик, и для того, чтобы справляться с этими большими нагрузками, твердотельные накопители полезны благодаря высокой скорости ввода-вывода в секунду. Твердотельные накопители полезны для ИИ, машинного обучения, IoT и пограничных вычислений. В общем, корпоративные среды получают огромные преимущества благодаря растущей производительности твердотельных накопителей.
Основные преимущества твердотельных накопителей в корпоративных средах
К основным преимуществам SSD относятся низкая задержка и высокая пропускная способность по сравнению с жесткими дисками. Как и жесткие диски, SSD можно настраивать и комбинировать для резервирования и повышения производительности.
- Высокий показатель IOPS делает твердотельные накопители подходящими для высокопроизводительных приложений
- Низкая задержка обеспечивает более высокую производительность и меньшее время отклика.
- Твердотельные накопители более энергоэффективны, что снижает общее энергопотребление в промышленных условиях
- Твердотельные накопители гораздо надежнее благодаря отсутствию движущихся частей.
Типы твердотельных накопителей
Корпоративные твердотельные накопители отличаются от потребительских и, как правило, имеют другой форм-фактор. Однако можно найти и корпоративные SSD, которые имеют общий интерфейс и форм-фактор с потребительскими дисками.
Твердотельные накопители SATA корпоративного класса: До 600MB/s
Твердотельные накопители NVMe: До 7500 MB/s (Gen 4)
Твердотельные накопители U.2: До 7500 MB/s
Дополнительные карты PCIe: До 7500 MB/s
4. Приложения для видеонаблюдения
Традиционно для большинства приложений видеонаблюдения использовались жесткие диски. Но теперь используются твердотельные накопители, которые стали дешевле. Другая причина заключается в том, что качество записи устройств наблюдения улучшилось. Мы можем легко найти камеры видеонаблюдения с разрешением Full HD и даже 4K для установки дома. Хранение огромных объемов данных на жестком диске приводит к падению кадров и даже к полной несовместимости. В таких местах, как аэропорты, общественные места и правительственные учреждения, используются обширные системы видеонаблюдения, где приходится полагаться на твердотельные накопители из-за их высокой пропускной способности.
SSD не только для записи, но и для более быстрого воспроизведения и перемещения файлов. Даже при поиске большого количества файлов жесткие диски могут работать очень медленно, а твердотельные накопители отлично справляются с поиском, просмотром, перемещением и даже удалением записанных файлов. Как в облачных, так и в периферийных системах хранения данных твердотельные накопители используются с такими передовыми технологиями, как распознавание лиц и обнаружение движения. Твердотельные накопители можно использовать в экстремальных условиях, например на транспорте и промышленных объектах, благодаря их способности выдерживать физические удары и вибрации. Еще одно преимущество твердотельных накопителей заключается в том, что их легко масштабировать, что было большой проблемой для приложений видеонаблюдения, использующих жесткие диски.
Основные преимущества твердотельных накопителей в системах видеонаблюдения
- Высокая скорость записи, что является наиболее важным для систем видеонаблюдения
- Быстрый доступ к данным для поиска, просмотра и удаления записанных файлов
- Отлично подходит для обработки видео в реальном времени и приложений искусственного интеллекта
- Легко масштабируется как в локальных, так и в облачных средах хранения.
Типы твердотельных накопителей
Твердотельные накопители NVMe: До 7500 MB/s (Gen 4)
Твердотельные накопители U.2: До 7500 MB/s
Твердотельные накопители SATA корпоративного класса: До 600 MB/s
Карты памяти Micro SD: До 95MB/s
5. Мобильные приложения для хранения данных
Внутренним хранилищем в мобильных устройствах (смартфонах и планшетах) обычно служат встроенные микросхемы. Они работают на той же флэш-памяти NAND, что и твердотельные накопители, но в большинстве мобильных устройств, таких как смартфоны и планшеты, вы не можете заменить обновление. Однако есть и другие области, где твердотельные накопители также полезны в мобильных устройствах. Наиболее распространенным типом внутренней памяти мобильных устройств является UFS (Universal Flash Storage), которая использует флэш-память NAND для хранения данных.
Внешнее хранилище для мобильных устройств: Внешние твердотельные накопители можно использовать в мобильных устройствах для увеличения объема памяти и более эффективного использования внутреннего хранилища. Внешние SSD-накопители SATA и NVMe можно использовать с мобильными устройствами через их USB-порты. Для хранения мультимедиа, перемещения данных, воспроизведения и даже хранения данных приложений эти внешние диски или флэш-накопители являются отличным вариантом для конечных пользователей.
Резервные копии: Твердотельные накопители широко используются для хранения резервных копий наших мобильных устройств. Они отлично подходят для хранения данных или даже образа всей системы, если на смартфоне хранятся важные данные. Даже онлайн-резервные копии, которые мы используем на своих смартфонах, например Google Drive, Dropbox или iCloud, работают на SSD. Так что мы используем их независимо от того, признаем мы их или нет.
Внутренняя память в планшетах и ноутбуках высокого класса: Если рассматривать ноутбуки как мобильные устройства, то, несмотря на то, что они относятся к категории компьютеров, мы можем использовать SSD-накопители в качестве вторичных накопителей, что обычно и делается.
Основные преимущества твердотельных накопителей в мобильных системах хранения данных
- Ускоренная загрузка приложений и производительность системы благодаря внутренней памяти на основе флэш-памяти
- Отлично подходит для резервного и архивного хранения данных
- Увеличенный срок службы батареи
- Хорошо подходит для творческих задач, например, для хранения видео или изображений.
Типы твердотельных накопителей в мобильных устройствах
eMMC (встроенные мультимедийные карты): 100-400 MB/s
UFS (Universal Flash Storage): 500 - 2900 MB/s
Внешние твердотельные накопители (SATA или NVMe): До 7500 MB/s (Gen 4)
Внутренние твердотельные накопители NVMe в ноутбуках и планшетах высокого класса: До 7500 MB/s (Gen 4)
6. Внешние устройства хранения данных, RAID-массивы и резервное копирование
Этот раздел, безусловно, нуждается в отдельном разделе, поскольку твердотельные накопители отлично подходят как для внешнего хранения данных, так и для резервного копирования. RAID-массивы теперь широко распространены и в домашних сетях хранения данных. Людям, работающим с критически важными данными, необходимы RAID-массивы, резервные копии и другие варианты архивного хранения. Твердотельные накопители обеспечивают им хорошую производительность и достаточную надежность. Твердотельные накопители SATA могут предложить еще лучший баланс между ценой и производительностью. Однако диски NVMe лучше использовать, если у вас достаточно бюджета и вам нужна максимальная производительность. Ранее жесткие диски использовались как для RAID-массивов, так и для резервного копирования. Но поскольку твердотельные накопители становятся все дешевле и дешевле, можно легко использовать их преимущества в производительности.
Преимущества твердотельных накопителей для RAID-массивов, внешних хранилищ и резервного копирования
Твердотельные накопители, конечно, дороже жестких дисков, если их приходится использовать в больших количествах для создания избыточности или емкости. Но они дают те результаты, за которые вы платите. Если вы сможете купить несколько качественных дисков и настроить RAID-массивы, то легко получите те же IOPS, что и при использовании облачных платформ хранения. Конечно, вы всегда несете ответственность за любые потери, но, тем не менее, все в ваших руках. Если вы используете NVMe или даже SATA SSD в массовом порядке для любых целей, вы экономите место, энергию и получаете меньше шума.
Типы твердотельных накопителей для внешнего хранения данных и RAID-массивы
Твердотельные накопители SATA корпоративного класса: До 600 MB/s
Внешние твердотельные накопители (SATA или NVMe): До 7500 MB/s (Gen 4)
Внутренние твердотельные накопители NVMe в ноутбуках и планшетах высокого класса: До 7500 MB/s (Gen 4)
Твердотельные накопители SATA 2,5": До 600 MB/s
M.2 SATA: До 600 MB/s
Заключение
Твердотельные накопители встречаются повсеместно, и сложно описать все их применение в одной статье. Однако мы можем разделить их на широкие категории, чтобы вам было проще разобраться. Твердотельные накопители используются и в других областях, например в оборонных службах, производственных средах и коммуникациях, но, опять же, они устанавливаются либо внутри, либо снаружи, в зависимости от сферы использования. Типы твердотельных накопителей могут быть как потребительскими, так и корпоративными, в зависимости от сферы использования и бюджета.
