SSD - z czym to się je?
Mianem SSD (Solid State Drive) określa się nośniki danych wyglądem przypominające tradycyjne dyski twarde, jednakże wykorzystujące technologię flash (lub RAM) zamiast standardowych talerzy i głowic. "Solid State" oznacza tutaj wyeliminowanie w urządzeniach wszelakich ruchomych elementów, co w znaczący sposób wpływa na niezawodność dysków, wydzielany przez nie hałas oraz zmniejszenie średniego czasu wyszukiwania danych i występujących wtedy opóźnień.
Historia dysków SSD zapoczątkowana została w 1978 roku, kiedy to firma StorageTek wyprodukowała pierwsze urządzenie tego typu. Do połowy lat 90-tych XX wieku dyski SSD budowane były w oparciu o pamięci RAM. Dopiero w 1995 roku firma M-Systems (w 2006 przejęta przez SanDisk) zaprezentowała pierwszy nośnik zawierający pamięci typu flash. Od tego czasu dyski SSD były wykorzystywane głównie w przemyśle zbrojeniowym i lotniczym. Z sukcesem zastąpiły tradycyjne dyski ze względu na dużą wytrzymałość na wstrząsy czy ekstremalne temperatury.
Przez długi czas technologia ta zarezerwowana była głównie dla wymienionych powyżej podmiotów. Dla szerszego grona odbiorców indywidualnych nośniki typu SSD zostały udostępnione niedawno. Do masowej produkcji trafiły przy okazji takich projektów jak OLPC-XO Laptop, ASUS Eee PC czy Apple MacBook Air.
OCZ 2,5" SATA SSD 64 GB
Produkt firmy OCZ dotarł do nas w niewielkich rozmiarów, pomarańczowo-czarnym pudełku. Na ściankach tradycyjnie znalazło się mnóstwo informacji dotyczących dobrodziejstw, jakimi obdarzony został ukryty wewnątrz dysk.
Trzeba przyznać, że pod względem estetycznym producent bardzo się postarał. Aluminiowa obudowa, naniesiony duży logotyp oraz idealnie komponujące się śrubki dają wrażenie trzymania w ręku urządzenia wyjętego wprost z wahadłowca kosmicznego (chociaż tam pewnie urządzenia nie są pierwszej młodości).
OCZ SSD 64 GB charakteryzuje się standardowymi wymiarami dla dysków twardych montowanych w notebookach (2,5"). Po spodniej stronie znalazła się naklejka faktycznego producenta (Samsung) oraz cztery dziurki służące do mocowania dysku wewnątrz laptopa.
Montaż nie nastręcza żadnych problemów. SSD korzysta ze stadardowego interfejsu SATA, dlatego też wystarczy umieścić go w miejscu starego dysku. Nośnik zostanie automatycznie rozpoznany przez BIOS komputera przenośnego. Oczywiście nic nie stoi na przeszkodzie, by tego rodzaju dysk podłączyć do stacjonarnego komputera (my tak zrobiliśmy) za pomocą przewodu SATA i odpowiedniej wtyczki zasilającej.
Niestety nie mieliśmy możliwości zaglądnięcia "pod maskę" i sprawdzenia, jakiego rodzaju układy pamięci znajdują się wewnątrz. Pozostaje nam jedynie opierać się na oficjalnych informacjach dostępnych na opakowaniu, stronie producenta i uzyskanych podczas korespondencji.
Dyski typu SSD nie zawierają części ruchomych, dlatego też udało się zmniejszyć poziom wydzielanego ciepła, zmniejszyć wagę (w przypadku dysku OCZ jest to zaledwie 77 gramów) oraz – co najważniejsze – zdecydowanie zwiększyć odporność na uszkodzenia. Według danych producenta nośnik jest w stanie wytrzymać przeciążenia dochodzące do 1500 g! Oprócz tego dysk charakteryzuje się niskim "apetytem" na prąd i potrafi pracować w macierzach RAID.
Seagate Momentus 7200.2 100 GB - do porównania
Na potrzeby testów wypożyczyliśmy dysk twardy Seagate Momentus 7200.2 o pojemności 100 GB. To nośnik wykorzystujący tradycyjne rozwiązania talerzowe, który może być bez problemu zamontowany w laptopie.
Urządzenie ma 8 MB pamięci cache, interfejs SATA (3 Gb/s lub 1,5 Gb/s z technologią NCQ), wykorzystuje technologię pionowego zapisu, a jego talerze kręcą się z prędkością 7200 obrotów na minutę.
Testy przeprowadziliśmy na komputerze opartym o płytę główną ASUS A8N32-SLI Deluxe, z zainstalowanym procesorem Athlon 64 FX-57 i pamięciami DDR firmy Corsair (4 x 512 MB 400 MHz). Zestaw pracował pod kontrolą systemu Microsoft Windows Vista Ultimate 32-bit. Dyski podłączane były bezpośrednio do portów SATA umieszczonych na płycie, za których prawidłowe działanie odpowiada kontroler w mostku południowym nForce4 SLI MCP.
HD Tach
Testy rozpoczęliśmy od sprawdzenia wydajności dysków w programie HD Tach. To obecnie najpopularniejsza aplikacja wykorzystywana do określania wydajności napędów. Co prawda uzyskiwane wyniki niekoniecznie muszą się przekładać na faktyczną wydajność, jednakże dają niewielki obraz tego, czego możemy się spodziewać od porównywanych nośników.
Średnie prędkości odczytu wskazują, że dysk SSD wygrywa z tradycyjnym napędem od Seagate'a. Nie powinno to dziwić, szczególnie gdy zaznajomimy się ze specyfiką działania technologii flash. Zupełnie odmienna sytuacja ma miejsce w przypadku wydajności podczas zapisu. Zarówno podczas używania próbek 8 MB, jak i 32 MB produkt firmy OCZ charakteryzuje się zdecydowanie niższą wydajnością niż 100 GB Momentus. Tradycyjne talerze są w tym wypadku "szybsze" o blisko 80-85%.
Bardzo ciekawe wartości - chociaż innych się nie spodziewaliśmy - otrzymujemy podczas testów średniego czasu dostępu. O ile Seagate Momentus 7200.2 charakteryzuje się w tym względzie wartościami standardowymi dla dysków opartych o talerze (ok. 14 ms), o tyle dysk oparty o technologię flash może się pochwalić ultrakrótkim czasem dostępu na poziomie 0,2 ms (niezależnie od rodzaju próbki).
Niestety w kwestii Burst Speed dysk w technologii flash nie zaskakuje niczym nadzwyczajnym. Wynik na poziomie 60,7 MB/s jest ponad dwukrotnie gorszy od tego, który prezentuje Momentus. Oczywiście zdajemy sobie sprawę, że SSD działa z wykorzystaniem interfejsu SATA, jednakże mimo to rezultat jest trochę mizerny. Miejmy nadzieję, że maksymalny chwilowy transfer nie będzie miał dużego wpływu na ogólną wydajność.
Na koniec dodajmy, że oba dyski podczas pracy obciążały CPU na podobnym poziomie - 4%.
PCMark05
Kolejny program, jaki wykorzystaliśmy do testowania dwóch prezentowanych dysków to PCMark05 od firmy Futuremark. Aplikacja została uprzednio zaktualizowana do najnowszej wersji 1.2.0. Program pozwala na sprawdzenie wydajności całego zestawu komputerowego, jak i poszczególnych składowych. Nas oczywiście interesował głównie podsystem dyskowy.
Zarówno SSD od OCZ, jak i Seagate Momentus osiągnęły w tym teście bardzo podobny wynik, a różnica utrzymuje się w "widełkach" błędu pomiarowego.
SiSoft Sandra Engineer XII 2008
Kolejna aplikacja syntetyczna, którą wykorzystaliśmy podczas testu dysku OCZ 2,5" SATA SSD 64 GB, to SiSoft Sandra XII 2008 w wersji Engineer. Wartość średniego odczytu kształtuje się na poziomie 57 MB/s. To o około 32% więcej, niż wynik uzyskany przez nośnik Seagate'a.
Powodem takich różnic pomiędzy dyskami są czasy dostępu, jakimi nośniki charakteryzują podczas procesu odczytu. Momentus może pochwalić się tutaj standardowym opóźnieniem rzędu 14 ms, jednakże dla OCZ wartość ta wynosi raptem 1 ms (0,001 sek.).
Zupełnie odmiennie sytuacja przedstawia się podczas testowania prędności zapisu. Standardowy nośnik korzystający z zapisu na talerzach jest w tym przypadku szybszy od technologii flash o blisko 43%.
Rozwiązanie leży oczywiście w czasach dostępu, jakimi charakteryzują się oba dyski. O ile OCZ podczas odczytu wyszukiwał pozycję pliku w czasie krótszym niż 1 ms, o tyle podczas zapisu wynik ten jest dużo gorszy, bo aż 18-krotnie większy. Seagate może się tutaj pochwalić wartością 7 ms.
Do tej pory opieraliśmy się na testach syntetycznych, które informowały nas ogólnie o wydajności testowanych nośników. Według informacji jakie zdobyliśmy, dysk oparty o technologię flash świetnie radzi sobie podczas odczytu danych, jednakże podczas zapisu jego wydajność znacząco spada.
Teraz zajmijmy się określeniem realnego zachowania dysków podczas codziennego użytkowania. Być może wyniki się potwierdzą.
X-bit labs File-Copy Test
Na początek skorzystajmy z przygotowanego przez X-bit labs programu File-Copy. Program ma możliwość zapisywania na dysk wybranych przez nas typów danych, następnie ich odczytu, kopiowania do określonego katalogu czy operacji usunięcia. Tego typu test bardzo dobrze obrazuje czynności, jakie wykonujemy na naszym komputerze podczas pracy. Aplikacja oferuje kilka przygotowanych uprzednio próbek (z nich skorzystamy), ale także daje możliwość komponowania własnych zestawów do operowania na danych.
Wyniki testów potwierdzają, że SSD świetnie radzi sobie podczas procesu odczytu informacji. W każdej próbie jest on wydajniejszy. Najgorzej sprawa przedstawia się podczas zapisu danych na dysk. Tutaj OCZ czasami jest nawet dwukrotnie wolniejszy od Momentusa.
Oprócz opierania się na wynikach prezentowanych przez specjalne programy, postanowiliśmy "stworzyć" także kilka własnych testów. Mają one na celu określenie czasu potrzebnego na uruchomienie danej aplikacji, gry czy załadowanie poziomu. Jak wiadomo, są to operacje bardzo często realizowane przez nas podczas obcowaniania z komputerem. Za miernik upływającego czasu posłużył nam Niesamowicie Zaawansowany Stoper (aplikacja JAVA zainstalowana w telefonie komórkowym ;-)).
Uruchomienie systemu
Pierwszy pomiar jaki dokonaliśmy miał miejsce podczas uruchamiania systemu operacyjnego Windows Vista Ultimate 32-bit (od POST-u do pełnego załadowania systemu). W porównaniu do dysku tradycyjnego, system operacyjny zainstalowany na dysku SSD uruchamiał się o blisko 13 sekund szybciej. Dla niektórych wartości te nie są istotne, bo co to za różnica, ile musimy czekać na uruchomienie się systemu, jednakże naszym zdaniem może to mieć znaczenie. Dlaczego? Bo szybki wyskok po sok do lodówki przed pojawieniem się ikon na pulpicie może już stać pod poważnym znakiem zapytania :-).
3DMark06
Kolejne testy przeprowadziliśmy z użyciem aplikacji 3DMark06. Mierzyliśmy w tym wypadku czas uruchamiania się samej aplikacji, jak i załadowanie się testu Firefly Forrest (po raz pierwszy od uruchomienia komputera). W wypadku dysku markowanego przez OCZ aplikacja uruchamia się o blisko jedną trzecią szybciej (14,8 sek.), niż to ma miejsce podczas korzystania z napędu Seagate'a (22,1 sek.). Przy ładowaniu testu różnice nie są już tak duże, jednak ciągle mają znaczenie.
Adobe Photoshop CS3
Ten test, podobnie jak poprzednie, polegał na zmierzeniu czasu potrzebnego na uruchomienie się aplikacji do momentu jej pełnej użyteczności. Drugi z pomiarów obejmował operację ponownego otwarcia programu (bez uprzedniego restartu systemu).
W obu przypadkach technologia flash okazała się szybsza. Różnice na pierwszy rzut oka może nie są duże (1,5-2 sek.), jednakże gdy przypatrzymy się ogólnemu rezultatowi na poziomie odpowiednio 6,7 i 4,6 sek., trzeba to uznać za duże przyspieszenie.
Call of Juarez
Pierwszą grą, jaką wykorzystaliśmy podczas testowania był Call of Juarez naszego rodzimego studia Techland. Postanowiliśmy zmierzyć czas potrzebny na załadowanie się pierwszego etapu gry oraz jego późniejsze przeładowanie - np. w przypadku śmierci naszego bohatera. O ile w drugiej części przewaga SSD nie jest kolosalna (ok. 13%), o tyle po wciśnięciu przycisku rozpoczynającego po raz pierwszy rozgrywkę różnica jest bardzo duża. Etap wczytuje się 40 sekund szybciej.
Far Cry
Drugim tytułem, jaki zainstalowaliśmy na testowanym dysku (i tym porównawczym także) był większości zapewne znany Far Cry. Podczas uruchamiania OCZ 2,5" SATA SSD 64 GB jest blisko dwukrotnie szybszy do Momentusa. Podczas ładowania i późniejszego przeładowania pierwszego etapu nośnik wykorzystujący technologię flash także jest szybszy od standardowych talerzy, jednakże tutaj przewaga nie jest już tak miażdżąca.
Kopiowanie
Na zakończenie naszych testów postanowiliśmy sprawdzić, jak dysk poradzi sobie podczas kopiowania przygotowanych specjalnie paczek danych. Skorzystaliśmy tutaj z dwóch zestawów, które wykorzystujemy podczas testowania dysków 3,5" (jeden plik o rozmiarze 2,74 GB oraz 24.826 plików w 428 folderach o identycznym rozmiarze jak pojedynczy plik). Tutaj niestety objawia się słabość dysku SSD. O ile w przypadku wszystkich testów opartych o odczyt tryumfował nad rozwiązaniem Seagate'a, o tyle podczas kopiowania nań danych SSD został daleko w tyle. Podczas kopiowania wielu plików, dysk OCZ potrzebował o 1/3 więcej czasu na zakończenie zadania, a przy próbie z jednym plikiem było to już dwukrotnie więcej.
Temperatura
Podczas testów kopiowania wielu plików, które to jak widać trwały dłuższą chwilę, postanowiliśmy sprawdzić, jak nagrzewają się oba urządzenia. Zdecydowanie niższa temperatura rozwiązania w technologii flash nie jest zaskoczeniem, gdyż jak wiemy, nie występują w nim elementy ruchome, jak to ma miejsce w dyskach talerzowych.
Podsumowanie
Technologia nieustannie brnie do przodu. Jeszcze nie tak dawno temu posługiwaliśmy się taśmami magnetycznymi czy miekkimi dyskietkami 8" do archiwizacji danych. Dzisiaj wystarczy nam kawałek plastiku wielkości zapalniczki, który może pomieścić duże ilości danych. Od taśmy perforowanej, przez dyski twarde, aż do pamięci flash. Co dalej? Pamięci holograficzne?
Od pewnego czasu konkurencja na rynku dysków twardych dąży jedynie w kierunku oferowania coraz to większej ilości przestrzeni na nasze dane, a co za tym idzie, przełamywania kolejnych barier pojemnościowych. Pewną zmianę wnosi tutaj technologia flash, która od dawna dostępna jest pod postacią pamięci USB. Teraz mamy próbę upowszechnienia większych nośników tego typu, które są w stanie działać jako jeden z podstawowych komponentów naszego zestawu komputerowego czy laptopa. Czy dyski SSD przyjmą się na rynku? Ciężko to jednoznacznie stwierdzić, ale początki zawsze bywają trudne dla każdej technologii.
Dysk OCZ 2,5" SATA SSD 64 GB zainteresował nas swoją ciekawą budową, niewielką wagą, odpornością i cichą pracą. Bardzo pozytywnie odebraliśmy wyniki, jakie nośnik osiąga podczas wszelakich testów związanych z odczytem danych, uruchamianiem aplikacji i innych tego typu operacji. Niestety z punktu widzenia ich zapisu czy procesu kopiowania, już tak różowo nie jest. Praktycznie w każdym teście, o ile nie we wszystkich, wydajniejsze są standardowe rozwiązania oparte o talerze i głowice.
Zdecydowaną barierą, która dla wielu może być nie do pokonania, jest cena tego typu rozwiązań. Testowany przez nas egzemplarz od firmy OCZ wyceniany jest na około 4350 zł. Tak, to nie błąd podczas klikania w klawisze. W podanej liczbie na końcu naprawdę jest zero.
Czy więc tego typu urządzenia znajdą nabywców? Oprócz snobów i wszystkich jednostek lubiących się przechwalać posiadanym sprzetem? ;-) Nie będzie to masowa popularyzacja tej technologii i na pewno w szybkim czasie nie znajdziemy jej w każdym domu. Naszym zdaniem głównym rynkiem zbytu będą tutaj urządzenia mobilne do specjalnych zastosowań, jak na przykład "niezniszczalne" laptopy. Dyskami SSD zainteresują się zapewne także duże firmy posiadające rozbudowane bazy danych, do których szybki dostęp często ma kluczowe znaczenie. Producenci nośników SSD oceniają, że do komputerów domowych tego typu dyski trafią dopiero w 2009, a może nawet 2010 roku.
Do testów dostarczył: ExtremeMem
Cena w dniu publikacji (z VAT): 4350 złotych