Почему со временем SSD-накопитель начинает медленнее работать

Основным достоинством SSD-накопителей является их малое потребление, что позволяет увеличить время автономной работы устройств, в которых они применяются (нетбуки и ноутбуки). Однако наряду с этим достоинством имеется и ряд недостатков.

Помимо основных недостатков SSD-накопителей, высокой цены и малого объема, есть еще один не столь явный - это проседание производительности такого диска по мере использования.
Кстати, этот недостаток послужил основной причиной возврата нетбуков с такими накопителями, волной прокатившейся за границей.

Почему же со временем производительность диска так резко начинает падать?
Давайте попробуем в этом разобраться.
А для этого нужно знать, как организована память в SSD-накопителях и понять принцип операций чтения-записи в этих устройствах.

Память в таких накопителях организована в виде страниц объемом 4 Кб.
128 таких страниц организуют блок.

Минимальный объем памяти, который может быть записан, равен одной странице, а минимальный объем, который может быть обнулен (перезаписан) равен одному блоку.

Когда мы покупаем новый нетбук, ну или просто накопитель SSD, то он находиться в "чистом" состоянии - т.е. все его ячейки обнулены.
Начиная забивать этот накопитель данными (фильмами, музыкой или кто чем еще забивает его ;), мы записываем информацию в пустые ячейки. В результате запись информации происходит максимально быстро.

Через некоторое время мы посмотрели все фильмы и решили их удалить.
Как же происходит удаление файлов?
Мы в любимом файловом менеджере выделили файлы, нажали shift + delete и все файлы исчезли с диска. В реальности же файлы не удаляются (ячейки памяти не обнуляются), а просто в файловой системе файлы помечаются как удаленные.
Именно поэтому всегда есть шанс восстановить только, что удаленный бухгалтером годовой отчет или какой-нибудь другой важный файл.
Такой метод работы с файловой системой оптимален для накопителей, построенных на магнитном принципе, но никак не для SSD.

Однако вернемся к нашему накопителю - файлы то мы удалили, но тут приходит друг со своей флэшкой на которой лежит десяток фильмов, которые мы еще не видели и мы решаем их переписать себе.

Как я уже говорил, при удалении файлов ячейки памяти не были очищены и теперь чтобы записать новые файлы нам нужно сначала обнулить ячейки памяти, причем обнуление, если вы еще помните, возможно только целых блоков, а не страниц памяти. Попробуем посчитать насколько больше нам потребуется времени (цифры взяты средние):

Типичное время чтения страницы - 50 нс
Типичное время записи страницы - 900 нс
Типичное время обнуления блока - 2 мс

Т.е. запись блока на чистом накопителе составит 900 нс * 128 = 115,2 мкс = 0,1152 мс, а запись на накопителе, с которого мы удалили файлы, будет равняться сумме времени обнуления блока и времени записи, другими словами 2 мс + 0,1152 мс = 2,1152 мс
Таким образом, для записи такого же блока требуется на порядок больше времени, чем для записи на чистый накопитель.

Вот откуда берется такое резкое снижение производительности SSD-накопителей после того как они пересекают черту полного заполнения.

Естественно, что снижение производительности любого устройства не порядок, отпугнет даже очень не привередливого потребителя. Поэтому производители SSD-накопителей озаботились решением этой проблемой.

Одним из таких решений является технология TRIM. Эта технология заключается в специальной операции, выполняемой операционной системой, при удалении файлов, которая сразу обнуляет содержимое блоков, а не просто помечает в файловой системе, что файлы уже удалены. К сожалению, эта технология поддерживается только, ОС Windows 7.

Вторым решением является обнуление блоков в моменты простоя накопителя. Выполнение этой операции возложено на контроллер накопителя, который анализируя файловую систему, обнуляет блоки с удаленными файлами. Такая технология уже внедрена в тандеме OCZ Technology & Indilinx и называется Idle Time Garbage Colection (ITGC или GC). Аналогичной функцией оснащаются SSD построенные на контроллерах Samsung.

Так что при выборе нетбука необходимо обратить пристальное внимание на SSD-накопитель. Стоит сем раз подумать, прежде чем покупать нетбук с накопителем, не поддерживающим ни одной технологии, о которых я говорил выше, призванных бороться с проседанием производительности.