Wytrzymałość dysków SSD — bezpieczeństwo danych (2)

Zapoznanie się ze statystykami dla dysków przekonało mnie ostatecznie, aby pożegnać dysk talerzowy w mojej stacji roboczej. W poszukiwaniu odpowiedniego modelu podstawowym założeniem było, aby dysk był pojemny tak aby pomieścił wszystkie moje dane i system, oraz był wystarczająco trwały, aby żeby przetrwał przynajmniej kilka lat intensywnego użytkowania. Dobrym założeniem jest aby część dysku była pusta, tak aby zostawić rezerwową pulę komórek, tak aby algorytm, równomiernego zapisywania komórek miał gdzie operować. Po podliczeniu ilości danych jakie dysk będzie musiał przechowywać wyszło mi ponad 800GB, a więc w grę wchodziły dyski o największej pojemności 2TB. Naturalnie ze względu na trwałość najbardziej pożądany byłby dysk z układami MLC. Ponieważ do tej pory używałem głównie dysków Samsunga wybór padł również na tą firmę, a do dyspozycji pozostały dyski EVO PRO 850 2TB oraz EVO 850 2TB.

Dyski te bazują na technologi V‑NAND która różni się tym od planarnych pamięci NAND, że komórki pamięci umieszczone są przestrzennie, i zbudowane są w geometrii charge trap flash która przechowuje ładunki w warstwie azotku krzemu, zamiast jak w tradycyjnych układach planarnych pływającej bramce. Dzięki tej technologii potrzebna jest mniejsza energia do zaprogramowania komórki, a zatem komórki mniej się degradują podczas cykli kasowania i zapisu. Co do trwałości komórek pamięci VNAND to nie przedstawiono oficjalnych wyników, ale przeprowadzoe badania przez anandtech.com wskazują, że ilość cykli kasowania zapisu (P/E) dla komórek V‑NAND MLC wynosi ~6000cykli natomiast P/E dla komórek V‑NAND TLC ~2133 cykli. Wychodzi na to, że trwałość komórek TLC V‑NAND powinna być zbliżona do trwałości planarnych pamięci MLC która średnio wynosi ~3000 cykli P/E.

Zachęcony tymi informacjami, oraz z uwagi iż cena dysku PRO była poza moim zasięgiem wstępnie zdecydowałem się na wybór tańszej wersji 850 EVO 2TB. Jednak przed zakupem postanowiłem sprawdzić teoretyczną trwałość jaką powinnien mi zapewnić wspomniany dysk. Ponieważ należę do użytkowników którzy korzystają z komputera w sposób intensywny uruchamianie maszyn wirtualnych, kompilacja oprogramowania itp przyjąłem założenie że dziennie będę wykonywał 100GB zapisów. Zakładając pojemność dysku 2TiB i średnią ilość cykli P/E 2000 otrzymujemy ilość danych jakie możemy zapisać na dysku równą: 2TiB * 2000 = 4000TiB teraz obliczając zapis 100GB dziennie z pesymistycznym wzmocnieniem zapisu x3 wynikającym z tego iż pamięć NAND możemy kasować jedynie calymi blokami. Otrzymujemy iż trwałość komórek pamięci dysku przy tej ilości zapisów powinna wynosić nieco ponad 36 lat. Oczywiście jest to jedynie prognoza wytrzymałości i nie uwzględnia ona takich zdarzeń losowych jak awaria kontrolera, czy błąd w firmware.

Ponieważ rezultat był bardzo optymistyczny, postanowiłem zamówić wspomniany dysk w jednym ze sklepów internetowych. Po kilku dniach oczekiwania nadeszła wreszcie upragniona przesyłka więc ochoczo zabrałem się za przenoszenie danych. Przenoszenie sprowadzało się do utworzenia na nowym dysku partycji 250MB FAT16 dla UEFI oraz pozostałej części dysku w systemie plików EXT4. Po utworzeniu plików przeniosłem wszystkie dane najpierw partycję UEFI ze starego dysku SSD następnie dane z SSD z partycji systemowej, a na koniec wszystkie dane z dysku talerzowego do katalogu /home. Dodatkowo trzeba było zmodyfikować plik /etc/fstab. Przy korzystaniu z dysku SSD bardzo istotne jest dodanie flag discard, oraz noatime. Pierwsza flaga włącza mechanizm TRIM bez którego po jakimś czasie dysk może znacznie spowolnić natomiast flaga noatime powoduje, że jądro nię będzie zapisywało za każdym razem w metadanych pliku czasu ostatniego dostępu, co pozwoli zaoszczędzić nieco na cyklach P/E.

Moje wrażenia po przeniesieniu wszystkich danych na dysk SSD nie są tak powalające jak w przypadku przeniesienia systemu z dysku magnetycznego na dysk półprzewodnikowy. Dostęp do plików projektów jest niemal błyskawiczny, w szczególności operacja wyszukiwania plików, która na tradycyjnym dysku mogła trwać całymi minutami , w tym przypadku przebiega ekspresowo. Zastanawia mnie natomiast trwałość takiego nośnika w moim przypadku oraz wykorzystanie cykli P/E podczas normalnego użytkowania dysku jako napędu głównego. Nie zamierzam go tutaj w niczym oszczędzać stosując różne tricki takie jak: wyłączanie logów z daemonów, czy wyłączanie pamięci cache przeglądarek internetowych, jedynie co zlikwidowałem to partycja wymiany bo przy 32GB pamięci jest ona i tak zbędna. Za jakiś czas poinformuję w jaki sposób przebiegł ten eksperyment.