Статья посвящена анализу производительности твердотельных накопителей и жестких дисков. На нашем сайте уже представлена статья, в которой подробно расписываются плюсы и минусы SSD. Но на этот раз хотелось бы остановиться именно на сравнении скоростных характеристик этих устройств и подробно рассказать, насколько велико преимущество твердотельных накопителей.

Довольно часто приходится слышать, что превосходство SSD в производительности не столь существенно – «всего» в 3-4 раза. Например, максимальная скорость передовых винчестеров составляет примерно 160-170 Мбайт/с, в то время как SSD может показывать около 550 Мбайт/с. Простой подсчет дает разницу почти в 3,5 раза. Однако процессы, происходящие при чтении информации с носителя намного сложнее, и сравнивать напрямую максимальные скорости некорректно.

Результаты теста для SSD Vertex 3 и HDD Seagate 3 Тбайт
(кликабельно)

Взгляните на результаты теста двух устройств, полученные с помощью популярной программы CrystalDiskMark. Она позволит сравнить оба типа накопителей при разных режимах работы. Первый накопитель - SSD производства компании OCZ под названием Vertex 3, имеющий очень высокую производительность. Второй – современный жесткий диск Seagate емкостью 3 Тб, имеющий очень высокие характеристики. Можно сказать, что сравниваются одни из лучших представителей каждого сегмента рынка.

Верхняя цифра слева – скорость линейного чтения, когда данные считываются последовательно. При этом режиме почти все типы носителей показывают свои максимальные возможности. Жесткому диску не приходится постоянно перемещать головки, и основная часть времени тратится на считывание и передачу данных.  Твердотельный накопитель в свою очередь передает данные большими блоками, задействуя при этом все каналы. Такое поведение устройств обычно наблюдается при копировании огромных файлов – фильмов, архивов, образов DVD. Разница в скорости двух устройств составляет 3,27 раза.

Второй ряд цифр – чтение блоками 512k. Жесткий диск начинает тратить больше времени на перемещение головок в поисках каждого блока, поэтому скорость снижается. SSD приходится делать больше вычислений для доступа к разным ячейками флэш-памяти. Обратите внимание, производительность SSD составляет 92 % от максимума, а у обычного жесткого диска только 37 %. Такое поведение соответствует копированию набора небольших фотографий и иллюстраций или аудиофайлов.

Следующий ряд – чтение очень маленькими блоками по 4 Кбайт. Именно в этом тесте скорости проседают больше всего. Классический жесткий диск львиную долю времени тратит на перемещение головок в поисках нужных кусочков информации, а твердотельник производит огромное количество вычислений для поиска нужных ячеек. В результате этого у винчестера скорость упала в 220 раз, а у SSD – всего в 15 раз. Разница скоростей между двумя тестируемыми устройствами на блоках 4K составляет 52 раза. Такой режим работы соответствует процессу загрузки операционной системы, запуску приложений и копированию текстовых документов – то есть самые частые операции на ПК.

Теперь пришло время рассказать про параллельное выполнение операций. Во время работы на компьютере в системе запущено множество процессов – программы и приложения, системные утилиты, службы, которые могут в любое время обращаться к накопителю. Получается, в один момент времени может придти несколько запросов на чтение. Жесткий диск вынужден обрабатывать их по одному – головки могут считывать одновременно только один файл. А вот SSD имеет несколько чипов памяти, в которых хранится информация. Поэтому можно обрабатывать сразу несколько запросов, и все они будут выполняться параллельно.

Последняя строка как раз и показывает скорость работы на блоках 4K с очередью запросов, равной 32. То есть имитируется ситуация, когда нужно считать сразу 32 файла такого размера. Как видно, у винчестера различий при распараллеливании почти нет, так как за раз он может получить только один файл, а SSD считывает данные в несколько потоков, что позволяет увеличить производительность в 5,25 раз. Небольшая разница скоростей у винчестера с очередью и без нее объясняется наличием технологии NCQ, которая хоть как-то упорядочивает эту самую очередь, чтобы «не бегать 2 раза туда-сюда».

Объективности ради, надо заметить, что такая глубокая очередь почти не встречается в реальных условиях. Например, при загрузке операционной системы значение очереди примерно равно четырем.

Другими словами, если в теории (по документации) устройства отличаются в 3,5 раза, то в реальных операциях при работе компьютера разница может достигать значительно больших величин.

Правая колонка в окне программы – это результаты записи, для которой справедливо все вышесказанное.

Сравнение распределения скорости SSD (снизу) и HDD (сверху)

Но это еще не все. Обратите внимание на другие графики, сделанные программой HD Tune. Они показывают распределение скоростей по пространству накопителя (синяя линия). Левая часть соответствует началу диска, правая – окончанию. Если SSD выдает одинаковую скорость практически на всем объеме, то у винчестера к середине пространства чтение (и запись) серьезно проседает, а в конце падает более чем в 2 раза. На практике это означает, что если операционная система устанавливалась на заполненный диск, или последний раздел на устройстве, то производительность накопителя будет заметно ниже заявленной. Тоже самое касается и времени доступа (желтые точки), которое растет при движении к концу дискового пространства.

Получается, первоначальное превосходство в 3,5 раза на практике может вылиться и в 100, и в 200 раз. И это по сравнению с лучшими образцами винчестеров. Про обычные диски со средними характеристиками и говорить нечего. Поэтому при первой возможности покупайте SSD.

Получайте анонсы новых статей прямо на почту