Проверка ssd диска на наличие ошибок. Как исправить SMART ошибку жесткого диска или SSD

Привет админ! Решил на днях купить твердотельный накопитель! Пришёл в компьютерный магазин и говорю продавцу:

Продайте мне самый быстрый SSD!

а они мне в ответ:

Вот пожалуйста, Kingston HyperX 3K (120 ГБ, SATA-III) скорость 555 МБ/с, превосходный SSD, быстрее не бывает.

Докажите!

Видимо им так хотелось продать мне этот SSD, что они установили его на компьютер и запустили тест в программе CrystalDiskMark, затем показали результат теста, вот скришнот:

Скорость последовательного чтения 541 МБ/с и записи 493 МБ/с, я его даже сфоткал на телефон.

Короче купил я этот SSD, пришёл домой подсоединил к своему компьютеру, затем скачал и запустил программу "CrystalDiskMark" и провёл такой же тест, но результат оказался хуже!

Скорость последовательного чтения 489 МБ/с и записи 127 МБ/с. Почему?

В магазине тест проводили на компьютере с процессором Intel® Core™ i5 и объёмом памяти 4ГБ, мой же компьютер мощнее и построен на базе процессора Intel® Core™ i7 и имеет объём памяти 8ГБ.

Объясни админ, в чём подвох, а то спать не буду, всё-таки этот SSD стоит 3 с половиной рубля.

Привет всем! Да, такое может быть друзья, просто нужно уметь пользоваться программой CrystalDiskMark. Сейчас я Вам всё покажу.

• Примечание: Возможно Вас заинтересуют другие наши статьи о твердотельных накопителях SSD

Тест SSD будем проводить в программе CrystalDiskMark 3 0 3

Программу можно скачать на официальном сайте http://crystalmark.info/download/index-e.html

CrystalDiskMark тестирует наш твердотельный накопитель таким образом:.

All: Проводятся все 4 теста (Seq, 512K, 4K, 4K QD32);

Seq: Тест последовательной записи/чтения (размер блока= 1024Кб);

512K: Тест случайной записи/чтения (размер блока = 512Кб);

4K: Тест случайной записи/чтения (размер блока = 4Кб);

4K QD32: Тест случайной записи/чтения (размер блока = 4Кб, глубина очереди = 32) для NCQ и AHCI;

Итоговый результат.

Во первых, правильно тестируйте твердотельный накопитель SSD или любой другой жёсткий диск! Наиболее быстро SSD прочитает и запишет информацию на участок заполненный одними нулями. Для этого в CrystalDiskMark в меню файл выбираем Файл->Тестируемые данные->All 0x0000 (Fill) .

У меня тоже есть этот твердотельный накопитель SSD Kingston HyperX 3K (120 ГБ, SATA-III) и сейчас я произведу простой тест.

В операционной системе накопитель SSD под буквой D:, значит в настройках программы выбираем букву D: и жмём

Начинается тест нашего твердотельного накопителя на скорость последовательного чтения и записи!

Через минуту получаем результат. Скорость последовательного чтения и записи 543 МБ/с (чтение), 507 МБ/с (запись)

Теперь проводим тест по другому. Файл->Тестируемые данные->По умолчанию (Случайное)

Через минуту получаем результат совсем не такой, как при тестировании вариантомAll 0x0000 (Fill) . Скорость последовательного чтения и записи 499 МБ/с (чтение), 149 МБ/с (запись)

Также важно для хорошей работы SSD правильно подсоединить его к Вашей материнской плате. Все твердотельные накопители имеют высоко скоростной интерфейс SATA 3.0 (6 Гбит/с) и на вашей материнской плате наверняка имеются такие разъёмы. К примеру моя материнская плата ASUS P8Z77-V PRO имеет четыре порта SATA 6 Гбит/c и они соответствующе промаркированы SATA 6G , значит подключаем SSD согласно маркировке.

Для подсоединения SSD интерфейса SATA 6 Гбит/c используйте родной информационный кабель SATA 6 Гбит/c!

Приветствую!
Со временем надёжность SSD может снизиться, появится риск возникновения различного рода ошибок. И если одни ошибки могут свидетельствовать о приближающемся износе накопителя, то другие могут быть признаком приближающейся поломки ССД накопителя.

Данная процедура позволит не только определить (а в некоторых случаях и исправить) появившееся ошибки, но и озаботиться копированием ценных файлов на заведомо не имеющий проблем носитель, дабы они не исчезли в случае окончательного выхода из строя SSD накопителя.

Как и чем проверить SSD диск на ошибки

Для диагностики SSD диска на наличие ошибок мы будем использовать утилиты, в задачу которых входит проверка и определение «здоровья» подключенного ССД накопителя.

При оценке состояния SSD используются как собственноручно разработанные алгоритмы оценки состояния носителя, так и считывание с последующим анализом S.M.A.R.T. данных с контроллера SSD диска.

S.M.A.R.T. – технология, в задачу которой входит контроль многочисленных параметров носителя. На основе этих технических данных производится расчёт текущего состояния, и вероятности отказа в работе (поломки). Появление S.M.A.R.T. ошибок не сулит ничего хорошего.

Первый способ, утилита CrystalDyskInfo

Дабы осуществить тестирование SSD диска, прибегнем к использованию бесплатного и в тоже время достаточно информативного решения – утилиты CrystalDiskInfo .

Данная утилита отображает исчерпывающую информацию о состоянии подключенных накопителей, поддерживает русский язык интерфейса и при этом весьма легка в использовании. После запуска утилиты практически моментально будут отображены все необходимых данные о «здоровье» накопителя(ей).

Программа осуществит сбор информации о носителе, считает с него S.M.A.R.T информацию. По окончании будет выведена детальная информация о «здоровье» SSD накопителя.

Среди этого многообразия S.M.A.R.T атрибутов можно откровенно запутаться, потому то разработчиками и был внедрён обобщающий статус, отображающий здоровье жёсткого диска в процентном соотношении.

Если данный статус именуется «Хорошо», то ваш SSD находится в добром здравии, а если «Тревога», то вам необходимо в самый кратчайший срок скопировать (продублировать, сделать бекап) с него важные данные. Есть вероятность только, что имеющийся в вашем распоряжении SSD диск в скором времени выйдет из строя.

Вы, конечно, можете посмотреть и каждый технический атрибут, его текущее и пороговое значение.

Читаются параметры в таблице следующим образом:

Если текущий или наихудший параметр приближается к тому, что размещён в пороговом столбце, то это может говорить о возможной неисправности носителя. Для примера возьмём атрибут «Оставшийся ресурс SSD» – в текущем и наихудшем столбце мы имеем значение 99, а в пороговом 10. Когда значение в 10 единиц высветится в текущем\наихудшем столбце, то это будет говорить о критическом износе и необходимости замены накопителя.

Стоит также обратить внимание на атрибуты: «программные ошибки», «ошибки стирания», «программные сбои» и «сбои стирания». Если имеющееся значение больше порогового, то следует задуматься и безопасности хранящихся на нём данных. Озаботиться вопросом резервного копирования.

Вообще, чтение и расшифровка S.M.A.R.T параметров для технически неподкованного пользователя априори является делом неблагодарным. А в некоторых случаях и трудновыполнимым – некоторые производители SSD дисков ограничивают количество исходящей от контроллера диска S.M.A.R.T. информации. Такие диски зачастую отправляют лишь общий статус «здоровья» – всё хорошо или серьёзный сбой в работе носителя.

В связи с этим лучше ориентироваться на общий вывод о «здоровье», что высвечивается в программе.

Второй способ, утилита SSDLife

С помощью данной утилиты в сможете в оценить состояние и работоспособность SSD диска, узнать, имеются ли какие-либо ошибки в его работе, посмотреть S.M.A.R.T. информацию с него.

Утилита имеет дружелюбный и весьма наглядный интерес, который по достоинству оценит даже новичок.

Официальный сайт утилиты SSDLife

Как и чуть выше описываемая программа, SSDLife начинает анализ жёсткого диска сразу после запуска, а после высветит полученные результаты состояния его работы. Просто запустите утилиту, и вы получите исчерпывающую информацию о SSD и возможных возникающих ошибках в процессе его работы.

Вся необходимая информация, по сути, представлена в основном окне:

В верхней части окна высвечивается информация о текущем состоянии SSD и его примерном сроке службы.

Сразу за ним идёт блок информации, в котором отображается информация как о самом SSD, так и его «здоровье». Чем ближе данная цифра к 100%, тем, соответственно, лучше.

Для любителей посмотреть S.M.A.R.T. информацию в этом же блоке предусмотрена одноимённая кнопка – нажмите её и вы увидите все S.M.A.R.T. параметры, что поступают с контроллера диска.

Спускаясь чуть ниже, мы можем видеть, какой суммарный объём данных был записан и прочитан с используемого вами SSD диска. Данная информация представлена «для справки».

Спустившись в нижнюю часть окна программы, мы видим меню с кнопками, используя которые можно осуществить настройку программы, получить справку по работе с утилитой, и провести повторный анализ SSD диска.

Третий способ, утилита Data Lifeguard Diagnostic

Данная утилита также призвана оценить состояние используемого SSD диска. Она была разработана небезызвестной компанией Western Digital, которая специализируется на разработке и производстве HDD\SSD дисков. Утилита Data Lifeguard Diagnostic одинаково хорошо тестирует как свои накопители, так и SSD диски сторонних производителей.

Официальный сайт утилиты Data Lifeguard Diagnostic

Запустив утилиту, она немедля проведёт быструю диагностику всех подключенных к системе накопителей. Результат будет отображён в главном окне программы. Интерфейс программы весьма аскетичен и отображает статус подключенных носителей, без каких-либо подробностей и расчётов оценки «продолжительности жизни» накопителя и т.п.

В программе предусмотрена возможность проведения дополнительного тестирования накопителя. Для этого необходимо совершить двойной клик по желаемому накопителю, и в открывшемся окне выбрать вид теста: расширенный или быстрый.

По окончании теста необходимо нажать по появившейся кнопке VIEW TEST RESULT , дабы увидеть результат тестирования накопителя. Если вы видите в результатах PASS , то ваш накопитель в добром здравии и не имеет ошибок при работе.

Краткий итог

По результатам данного обзора становится понятно, что существует достаточно много утилит, благодаря которым вы можете проверить работоспособность вашего ССД диска, оценить его здоровье. Вы можете выбрать из представленного перечня наиболее удобное и удовлетворяющее вашим требованиям решение для диагностики и контроля работы SSD диска.

Если у вас остались вопросы, вы можете задать их в комментариях.

Проверка SSD диска при помощи утилит представляет собой универсальный метод, который выполняет сразу несколько задач.

• Первая – проверка накопителя на наличие ошибок.
• Вторая – контроль эксплуатационного срока устройства.

Наличие и периодическое использование таких программ для владельца SSD-диска не только желательно, но и необходимо. Ведь ресурсы этих комплектующих современных ПК и ноутбуков ограничены по сравнению с HDD, а опасность потери данных – выше.

Хотя эти недостатки вполне компенсируются значительным количеством плюсов от использования SSD, обусловленных отличием их конструкции от стандартных жёстких дисков.

Особенности использования дисков SSD

Диски SSD представляют собой твердотельные энергонезависимые накопители, принцип действия которых напоминает работу флеш-памяти – SD и microSD карт, USB-флешек и других носителей информации. Такие устройства не имеют движущихся частей, а для передачи данных используют микросхему DDR DRAM.

Параллельная запись информации одновременно на несколько элементов памяти и отсутствие необходимости в перемещении считывающих информацию головок (характерных для HDD) позволяют увеличить скорость процесса в несколько раз. И, если средняя скорость чтения современного жёсткого диска составляет около 60 МБ/с, даже средний SSD-диск способен выдать показатели в 4–5 раз выше. При записи данных превышение может оказаться меньшим, однако процесс происходит всё равно намного быстрее.

Рис. 1. Сравнение показателей скорости чтения и записи диска SSD и HDD.

Особое значение скорость загрузки имеет для тех компьютеров, на которых установлено несколько ресурсоёмких приложений. В этом случае только загрузка системы Windows происходит в течение 15–20 с для твердотельного накопителя и от 30 до 60 с для жёсткого диска. Такое же улучшение скорости происходит и в процессе запуска программ, и записи данных.

К другим преимуществам от использования SSD-дисков стоит отнести:

• стойкость к ударам и падениям. Параметр, важный для ноутбуков, жёсткие диски в которых часто выходят из строя именно из-за механических повреждений;
• компактность – многие диски ненамного превышают по размеру аккумулятор мобильного телефона, другие имеют габариты планки памяти;
• расширенный температурный диапазон работы диска;
• минимальное энергопотребление и отсутствие шума при работе.

Рис. 2. Сравнение размеров HDD, стандартного SSD и накопителя формата mSATA.

Вместе с тем, работа SSD связана и с определёнными недостатками. К ним относят сравнительно высокую стоимость накопителя, хотя при увеличении ёмкости соотношение цены к объёму становится меньшей. Второй важный минус – ограниченный ресурс SSD-дисков, из-за чего их рекомендуется периодически проверять.

Диагностика накопителей

Главная задача проверок дисков SSD заключается в диагностике его состояния и выдаче информации о наличии ошибок, ресурсе и предполагаемом эксплуатационном сроке. Это даёт возможность пользователю заранее узнать о будущих проблемах с накопителем, ведущих к непредсказуемой потере информации. Кроме того, по результатам проверки можно запланировать финансовые расходы на покупку нового SSD-диска, стоимость которого может не позволить быстро найти такую сумму, если проблема возникла неожиданно.

Кроме того, проверка накопителя не занимает много времени и даже не требует покупки дорогого программного обеспечения. Утилиты можно скачать в сети бесплатно или приобрести за сумму, не превышающую стоимость стандартной антивирусной программы. Тогда как восстановление утраченной информации с SSD, в отличие от жёстких дисков, невозможно.

Лучшие утилиты для проверки SSD-дисков

Для проверки состояния жёсткого диска производители накопителей и сторонние разработчики выпустили уже десятки приложений. Большая их часть бесплатная или условно бесплатная, то есть требующая оплаты только через некоторое время после начала использования. Эффективность у них практически одинаковая, а отличия заключаются в удобстве использования и функциональности.

SSD Life

Утилита SSD Life представляет собой одно из самых простых программных средств для работы с твердотельными накопителями. С её помощью можно провести диагностику диска и вывести на экран показатели его ресурса в процентах.

Приложение имеет 3 версии – одну портативную и две требующих установки (бесплатную и усовершенствованную платную SSD Life Pro). Инсталлируемые программы отличаются возможностью работы в фоновом режиме, с отображением состояния накопителя в реальном времени. Среди функций утилиты стоит обратить внимание на возможность автоматической диагностики каждые 4 часа и сохранение результатов предыдущих проверок.

Рис. 3. Главное окно SSD Life при проверке нового и старого SSD.

CrystalDiskInfo

Ещё одна бесплатная программа для контроля состояния SSD проверяет скорость считывания и записи накопителя, контролирует его температуру и ресурс. Кроме того, CrystalDiskInfo поддерживает технологию S.M.A.R.T для оценки состояния дисков и, так же как и SSDLife, доступна в нескольких вариантах – портативном и устанавливаемом на компьютер.

Вторая версия постоянно контролирует работу накопителя, сообщая пользователю об обнаружении битых секторов и других ошибок. Зато portable-вариант не требует установки и может использоваться как на чужом, так и на рабочем ПК.

Рис. 4. Сканирование 64-гигабайтного SSD-диска с помощью приложения CrystalDiskInfo.

DiskCheckup

Процесс проверки твердотельного накопителя может осуществляться и с помощью простой программы DiscCheckup. Её задачей является определение скорости и работоспособности накопителя (причём, одновременно всех, которые установлены на компьютере, включая и SSD, и HDD). Cреди выдаваемой на экран информации можно найти:

• количество ошибок;
• температуру диска;
• характеристики скорости чтения и записи.

Рис. 5. Проверка дисков с помощью утилиты DiscCheckup.

SSD Ready

Проверяя состояние SSD-диска, можно воспользоваться приложением SSDReady, работающим только с твердотельными накопителями. Результатом проверки является оценка предполагаемой продолжительности работы устройства на основании собираемой статистики о записи и чтении данных. Программа работает в фоновом режиме и практически не требует никаких ресурсов.

Рис. 6. Приложение SSDReady.

Hard Disk Sentinel

Особенностью приложения Hard Disk Sentinel, предназначенного для контроля жёстких дисков, является отслеживание снижения производительности или превышение допустимого уровня температуры и сообщение об этом пользователю. Приложение постоянно проверяет скорость передачи информации, температурный режим и другие параметры. Среди его возможностей:

• работа с дисками SSD, с накопителями IDE и SATA, и даже USB-носителями;
• отображение информации о текущей и минимальной температуре;
• указание количества ошибок и наработки диска в часах;
• указание не только текущего, но и максимально возможного для диска режима передачи информации.

Рис. 7. Работа с программой Hard Disk Sentinel.

HDDScan

Находящаяся в свободном доступе программа HDDScan позволяет провести диагностику жёстких дисков любого типа, проверить их на наличие ошибок и проконтролировать состояние «здоровья» накопителей. Утилита работает в режиме реального времени и, при необходимости, выдаёт на экран подробный отчёт о состоянии диска, который можно сохранить для дальнейшего использования.

Рис. 8. Отчёт программы HDDScan.

SSD Tweaker

Бесплатное приложение SSD Tweaker отличается простотой работы и даёт возможность пользователю не просто контролировать состояние твердотельных накопителей, но и отключить в операционной системе лишние операции, уменьшающие срок службы диска. Например, такие как служба индексирования и дефрагментации Windows. Параметры могут настраиваться вручную или автоматически.

Рис. 9. Рабочее окно программы SSD Tweaker.

HD Tune

Приложение HD Tune выпускается в нескольких вариантах – бесплатная версия и платная HD Tune Pro. Первая обеспечивает тестирование состояния жёстких дисков (включая SSD) и карт памяти. Условно-бесплатная утилита, за которую придётся заплатить $38, обладает расширенной функциональностью, позволяя контролировать практически все параметры дисков и проводить ряд дополнительных тестов.

Рис. 10. Диагностика с помощью HD Tune Pro.

Независимо от выбранной для диагностики своего SSD-диска программы, хотя бы одна из них должна быть установлена на компьютере (или время от времени запускаться при невозможности инсталлирования на рабочем ПК).

При этом, если слишком важной информации на накопителе не содержится, периодичность проверки можно изменить, установив, например, диагностику не каждые 4 часа, а раз в сутки. Более того, несмотря на больший уровень надёжности дисков HDD, с помощью большинства тех же приложений можно периодически контролировать и их состояние, повышая безопасность хранения данных.

Видеоинструкция по проверке SSD диска

Проверка SSD диска: лучшие утилиты для диагностики и улучшения работы

Всем привет! Думаю ни для кого не секрет, что один из самых важных компонентов внутри вашего компьютера или ноутбука — это накопитель, который содержит операционную систему. Вполне логичным следствием является вопрос — как выполнить тест скорости жесткого диска (или SSD, если компьютер посвежее).

Если ваша операционная система установлена на медленном жестком диске, то не имеет значение насколько производительны ваши центральный процессор или оперативная память — сама Windows и установленные программы будут запускаться очень неохотно и насладиться полноценной многозадачностью не получится.

В век интернета достаточно полно изданий, которые расскажут практически про любую модель накопителя в продаже. Кроме того, существует огромное количество программ для проверки скорости жесткого диска, результатом которого будет понимание на что ваш накопитель способен.

Существует много платных утилит вроде как PCMark или PassMark, которые могут протестировать всю систему и достаточно часто их можно встретить в тестах от известных изданий. Мы идем по другому пути и я расскажу вам о четырех бесплатных способах протестировать скорость жесткого диска или твердотельного накопителя.

Реальная производительность HDD или SSD в среде Windows (и не только) определяется не только скоростью вращения магнитного диска или памяти чипов накопителя, но и многими другими немаловажными факторами. Контроллер накопителя, версия SATA на материнской плате, драйвера самого контроллера, режим работы (ACHI или IDE) — все это влияет на производительность дисковой подсистемы (даже CPU или оперативная память может влиять на производительность)

Способ 1. CrystalDiskMark — наш главный инструмент

Наверное самый популярный инструмент для теста скорости жесткого диска — это CrystalDiskMark. Практически ни одно тестирование накопителей не обходится без данной утилиты — данная ситуация поможет вам сравнить свои результаты и сделать правильные выводы. Большим плюсом явялется возможность программы протестировать не только HDD/SSD, но и флешки и прочие носители информации.

Приложение имеет как дистрибутив, так и портативную версию, которая не требует установки. Скачать как обычно можно на официальном сайте (я как всегда рекомендую portable).

Работать с CrystalDiskMark до безобразия просто. Запускаем утилиту, выбираем размер тестового блока (на картинке ниже мы выбрали 1 гбайт), количество повторений тестов (я выбрал 5 — чем более повторений, тем точнее результат) и непосредственно сам накопитель. Нажимаем кнопочку «all» и ждем пока программа прогонит все тесты (кстати можно запустить отдельный тест для каждого режима).

На скриншоте слева — тест скорости SSD, а справа — HDD. Просто чтобы вы знали, насколько велика разница между ними и какой прирост производительности вы получите заменив лишь один компонент в системе

Способ 2. CrystalDiskInfo — подробная информация о HDD/SSD накопителе

В самом начале заметки я уже написал, что тест скорости жесткого диска или SSD будет не совсем корректным, если мы не выясним влияющие на производительность дисковой подсистемы факторы. Утилита CrystalDiskInfo расскажет много интересного о вашем накопителе, но нас интересует всего один нюанс — скачайте приложение с официального сайта и запустите.

Обратите внимание на строчку «Режим передачи», на картинке ниже у меня это (SATA/600 | SATA/600). Эти параметры должны совпадать, т.е. подключив SSD накопитель к порту SATA/300 (это стандарт SATA II) то мы получим максимальную скорость обмена с диском в 300 мбайт, а если взглянуть на тест производительности в первом способе мы видим что максимальная скорость чтения была далеко за 300…

Подключив такой скоростной накопитель к порту SATA или SATA II — его производительность просто упрется в производительность контроллера (с классическими HDD не так критично, так как даже возможностей SATA хватает с избытком)

В целом CrystalDiskInfo может рассказать о температуре, времени работы накопителя и многих других полезных показателях. Для владельцев классических HDD будет полезным пункт Reallocate Sector — благодаря ему можно спрогнозировать выход из строя устройства

Способ 3. AS SSD Benchmark — здоровый конкурент CrystalDisk от немцев

Немцы умеют делать не только фильмы для взрослых, но и отличные утилиты для тестирования скорости жесткого диска или SSD. В данном случае я хочу познакомить вас с приложением AS SSD Benchmark, функционал которого очень похож на CrystalDiskMark, но в отличии от нее показывает и время доступа к данным (и в целом есть еще незначительные отличия).

Скачать можно с официального сайта (он на немецком, ссылка на загрузку в конце страницы), само приложение имеет английский язык (у многих блогеров версия исключительно на немецком)

Утилита портативная и не требует установки, просто запустите приложение, отметьте нужные тесты и нажмите START, все как и в первом способе. Слева мой домашний SSD, справа классический HDD.

Обратите внимание, что в меню TOOLS есть парочка интересных тестов, которые могут спрогнозировать производительность накопителя при копировании ISO файлов, программ или различных игрушек — такого функционала нет у CrystalDiskMark

Способ 4. HD Tune — хороший инструмент с наглядным графиком

HD Tune вероятнее всего самое известное приложение для теста скорости жесткого диска, но на последнем месте в сегодняшнем рейтинге оно не просто так. Дело в том, что бесплатная версия HD Tune не обновлялась с февраля 2008 года… однако все так же работает и в 2к17 году на новейшей Windows 10. Скачать как всегда можно с официального сайта (портативной версии к сожалению нет)

После прохождения теста нам будет доступен наглядный график чтения (вместе с максимальным и минимальным значением, а так же скоростью доступа к данным). В целом информация полезная, но нет возможности протестировать скорость записи на диска, что немного огорчает…

Ввиду своей древности приложение может некорректно определять современные накопители, но на результаты тестов это никак не влияет

Вывод о программах для тестирования скорости жесткого диска

Пришло время делать выводы. Мы выполнили тест скорости жесткого диска или SSD с помощью четырех разных программ (вернее приложений для тестирования всего три, а еще одна утилита для уверенности что тесты будут объективными).

В реальности программ, которые позволяют проверить скорость жесткого диска в разы больше, но я решил вас познакомить с лидерами данной ниши… но если у вас есть что добавить — жду вас в комментариях.

Бытует мнение, что одним из самых существенных недостатков твердотельных накопителей выступает их конечная и притом относительно невысокая надёжность. И действительно, в силу ограниченности ресурса флеш-памяти, которая обуславливается постепенной деградацией её полупроводниковой структуры, любой SSD рано или поздно теряет свою способность к хранению информации. Вопрос о том, когда это может произойти, для многих пользователей остаётся ключевым, поэтому многие покупатели при выборе накопителей руководствуются не столько их быстродействием, сколько показателями надёжности. Масла в огонь сомнений подливают и сами производители, которые из маркетинговых соображений в условиях гарантии на свои потребительские продукты оговаривают сравнительно невысокие объёмы разрешённой записи.

Тем не менее, на практике массовые твердотельные накопители демонстрируют более чем достаточную надёжность для того, чтобы им можно было доверять хранение пользовательских данных. Эксперимент, показавший отсутствие реальных причин для переживаний за конечность их ресурса, некоторое время тому назад проводил сайт TechReport . Им был выполнен тест, показавший, что, несмотря на все сомнения, выносливость SSD уже выросла настолько, что о ней можно вообще не задумываться. В рамках эксперимента было практически подтверждено, что большинство моделей потребительских накопителей до своего отказа способны перенести запись порядка 1 Пбайт информации, а особенно удачные модели, вроде Samsung 840 Pro, остаются в живых, переварив и 2 Пбайт данных. Такие объёмы записи практически недостижимы в условиях обычного персонального компьютера, поэтому срок жизни твердотельного накопителя попросту не может подойти к концу до того, как он полностью морально устареет и будет заменён новой моделью.

Однако убедить скептиков данное тестирование не смогло. Дело в том, что проводилось оно в 2013-2014 годах, когда в ходу были твердотельные накопители, построенные на базе планарной MLC NAND, которая изготавливается с применением 25-нм техпроцесса. Такая память до своей деградации способна переносить порядка 3000-5000 циклов программирования-стирания, а сейчас в ходу уже совсем другие технологии. Сегодня в массовые модели SSD пришла флеш-память с трёхбитовой ячейкой, а современные планарные техпроцессы используют разрешение 15-16 нм. Параллельно распространение приобретает флеш-память с принципиально новой трёхмерной структурой. Любой из этих факторов способен в корне изменить ситуацию с надёжностью, и в сумме современная флеш-память обещает лишь ресурс в 500-1500 циклов перезаписи. Неужели вместе с памятью ухудшаются и накопители и за их надёжность нужно снова начинать переживать?

Скорее всего - нет. Дело в том, что наряду с изменением полупроводниковых технологий происходит непрерывное совершенствование контроллеров, управляющих флеш-памятью. В них внедряются более совершенные алгоритмы, которые должны компенсировать происходящие в NAND изменения. И, как обещают производители, актуальные модели SSD как минимум не менее надёжны, чем их предшественники. Но объективная почва для сомнений всё-таки остаётся. Действительно, на психологическом уровне накопители на базе старой 25-нм MLC NAND с 3000 циклов перезаписи выглядят куда основательнее современных моделей SSD с 15/16-нм TLC NAND, которая при прочих равных может гарантировать лишь 500 циклов перезаписи. Не слишком обнадёживает и набирающая популярность TLC 3D NAND, которая хоть и производится по более крупным технологическим нормам, но при этом подвержена более сильному взаимному влиянию ячеек.

Учитывая всё это, мы решили провести собственный эксперимент, который позволил бы определить, какую выносливость могут гарантировать актуальные сегодня модели накопителей, основанные на наиболее ходовых в настоящее время типах флеш-памяти.

Контроллеры решают

Конечность жизни накопителей, построенных на флеш-памяти, уже давно ни у кого не вызывает удивления. Все давно привыкли к тому, что одной из характеристик NAND-памяти выступает гарантированное количество циклов перезаписи, после превышения которого ячейки могут начинать искажать информацию или просто отказывать. Объясняется это самим принципом работы такой памяти, который основывается на захвате электронов и хранении заряда внутри плавающего затвора. Изменение состояний ячеек происходит за счёт приложения к плавающему затвору сравнительно высоких напряжений, благодаря чему электроны преодолевают тонкий слой диэлектрика в одну или другую сторону и задерживаются в ячейке.

Полупроводниковая структура ячейки NAND

Однако такое перемещение электронов сродни пробою - оно постепенно изнашивает изолирующий материал, и в конечном итоге это приводит к нарушению всей полупроводниковой структуры. К тому же существует и вторая проблема, влекущая за собой постепенное ухудшение характеристик ячеек, - при возникновении туннелирования электроны могут застревать в слое диэлектрика, препятствуя правильному распознаванию заряда, хранящегося в плавающем затворе. Всё это значит, что момент, когда ячейки флеш-памяти перестают нормально работать, неизбежен. Новые же технологические процессы лишь усугубляют проблему: слой диэлектрика с уменьшением производственных норм становится только тоньше, что снижает его устойчивость к негативным влияниям.

Однако говорить о том, что между ресурсом ячеек флеш-памяти и продолжительностью жизни современных SSD существует прямая зависимость, было бы не совсем верно. Работа твердотельного накопителя - это не прямолинейная запись и чтение в ячейках флеш-памяти. Дело в том, что NAND-память имеет достаточно сложную организацию и для взаимодействия с ней требуются специальные подходы. Ячейки объединены в страницы, а страницы - в блоки. Запись данных возможна лишь в чистые страницы, но для того, чтобы очистить страницу, необходимо сбросить весь блок целиком. Это значит, что запись, а ещё хуже - изменение данных, превращается в непростой многоступенчатый процесс, включающий чтение страницы, её изменение и повторную перезапись в свободное место, которое должно быть предварительно расчищено. Причём подготовка свободного места - это отдельная головная боль, требующая «сборки мусора» - формирования и очистки блоков из уже побывавших в использовании, но ставших неактуальными страниц.

Схема работы флеш-памяти твердотельного накопителя

В результате реальные объёмы записи в флеш-память могут существенно отличаться от того объёма операций, который инициируется пользователем. Например, изменение даже одного байта может повлечь за собой не только запись целой страницы, но и даже необходимость перезаписи сразу нескольких страниц для предварительного высвобождения чистого блока.

Соотношение между объёмом записи, совершаемой пользователем, и фактической нагрузкой на флеш-память называется коэффициентом усиления записи. Этот коэффициент почти всегда выше единицы, причём в некоторых случаях - намного. Однако современные контроллеры за счёт буферизации операций и других интеллектуальных подходов научились эффективно снижать усиление записи. Распространение получили такие полезные для продления жизни ячеек технологии, как SLC-кеширование и выравнивание износа. С одной стороны, они переводят небольшую часть памяти в щадящий SLC-режим и используют её для консолидации мелких разрозненных операций. С другой - делают нагрузку на массив памяти более равномерной, предотвращая излишние многократные перезаписи одной и той же области. В результате сохранение на два разных накопителя одного и того же количества пользовательских данных с точки зрения массива флеш-памяти может вызывать совершенно различную нагрузку - всё зависит от алгоритмов, применяемых контроллером и микропрограммой в каждом конкретном случае.

Есть и ещё одна сторона: технологии сборки мусора и TRIM, которые в целях повышения производительности предварительно готовят чистые блоки страниц флеш-памяти и потому могут переносить данные с места на место без какого-либо участия пользователя, вносят в износ массива NAND дополнительный и немалый вклад. Но конкретная реализация этих технологий также во многом зависит от контроллера, поэтому различия в том, как SSD распоряжаются ресурсом собственной флеш-памяти, могут быть значительными и здесь.

В итоге всё это означает, что практическая надёжность двух разных накопителей с одинаковой флеш-памятью может очень заметно различаться лишь за счет различных внутренних алгоритмов и оптимизаций. Поэтому, говоря о ресурсе современного SSD, нужно понимать, что этот параметр определяется не только и не столько выносливостью ячеек памяти, сколько тем, насколько бережно с ними обращается контроллер.

Алгоритмы работы контроллеров SSD постоянно совершенствуются. Разработчики не только стараются оптимизировать объём операций записи в флеш-память, но и занимаются внедрением более эффективных методов цифровой обработки сигналов и коррекции ошибок чтения. К тому же некоторые из них прибегают к выделению на SSD обширной резервной области, за счёт чего нагрузка на ячейки NAND дополнительно снижается. Всё это тоже сказывается на ресурсе. Таким образом, в руках у производителей SSD оказывается масса рычагов для влияния на то, какую итоговую выносливость будет демонстрировать их продукт, и ресурс флеш-памяти - лишь один из параметров в этом уравнении. Именно поэтому проведение тестов выносливости современных SSD и вызывает такой интерес: несмотря на повсеместное внедрение NAND-памяти с относительно невысокой выносливостью, актуальные модели совершенно необязательно должны иметь меньшую надёжность по сравнению со своими предшественниками. Прогресс в контроллерах и используемых ими методах работы вполне способен компенсировать хлипкость современной флеш-памяти. И именно этим исследование актуальных потребительских SSD и интересно. По сравнению с SSD прошлых поколений неизменным остаётся лишь только одно: ресурс твердотельных накопителей в любом случае конечен. Но как он поменялся за последние годы - как раз и должно показать наше тестирование.

Методика тестирования

Суть тестирования выносливости SSD очень проста: нужно непрерывно перезаписывать данные в накопителях, пытаясь на практике установить предел их выносливости. Однако простая линейная запись не совсем отвечает целям тестирования. В предыдущем разделе мы говорили о том, что современные накопители имеют целый букет технологий, направленных на снижение коэффициента усиления записи, а кроме того, они по-разному выполняют процедуры сборки мусора и выравнивания износа, а также по-разному реагируют на команду операционной системы TRIM. Именно поэтому наиболее правильным подходом является взаимодействие с SSD через файловую систему с примерным повторением профиля реальных операций. Только в этом случае мы сможем получить результат, который обычные пользователи могут рассматривать в качестве ориентира.

Поэтому в нашем тесте выносливости мы используем отформатированные с файловой системой NTFS накопители, на которых непрерывно и попеременно создаются файлы двух типов: мелкие - со случайным размером от 1 до 128 Кбайт и крупные - со случайным размером от 128 Кбайт до 10 Мбайт. В процессе теста эти файлы со случайным заполнением множатся, пока на накопителе остаётся более 12 Гбайт свободного места, по достижении же этого порога все созданные файлы удаляются, делается небольшая пауза и процесс повторяется вновь. Помимо этого, на испытуемых накопителях одновременно присутствует и третий тип файлов - постоянный. Такие файлы общим объёмом 16 Гбайт в процессе стирания-перезаписи не участвуют, но используются для проверки правильной работоспособности накопителей и стабильной читаемости хранимой информации: каждый цикл заполнения SSD мы проверяем контрольную сумму этих файлов и сверяем её с эталонным, заранее рассчитанным значением.

Описанный тестовый сценарий воспроизводится специальной программой Anvil’s Storage Utilities версии 1.1.0, мониторинг состояния накопителей проводится при помощи утилиты CrystalDiskInfo версии 7.0.2. Тестовая система представляет собой компьютер с материнской платой ASUS B150M Pro Gaming, процессором Core i5-6600 со встроенным графическим ядром Intel HD Graphics 530 и 8 Гбайт DDR4-2133 SDRAM. Приводы с SATA-интерфейсом подключаются к контроллеру SATA 6 Гбит/с, встроенному в чипсет материнской платы, и работают в режиме AHCI. Используется драйвер Intel Rapid Storage Technology (RST) 14.8.0.1042.

Список моделей SSD, принимающих участие в нашем эксперименте, к настоящему моменту включает уже более пяти десятков наименований:

1. (AGAMMIXS11-240GT-C, прошивка SVN139B);
2. ADATA XPG SX950 (ASX950SS-240GM-C, прошивка Q0125A);
3. ADATA Ultimate SU700 256 Гбайт (ASU700SS-256GT-C, прошивка B170428a);
4. (ASU800SS-256GT-C, прошивка P0801A);
5. (ASU900SS-512GM-C, прошивка P1026A);
6. Crucial BX500 240 Гбайт (CT240BX500SSD1, прошивка M6CR013);
7. Crucial MX300 275 Гбайт (CT275MX300SSD1, прошивка M0CR021);
8. (CT250MX500SSD1, прошивка M3CR010);
9. GOODRAM CX300 240 Гбайт (SSDPR-CX300-240, прошивка SBFM71.0 );
10. (SSDPR-IRIDPRO-240 , прошивка SAFM22.3);
11. (SSDPED1D280GAX1, прошивка E2010325);
12. (SSDSC2KW256G8, прошивка LHF002C);