Появление твердотельных жёстких дисков или сокращённо SSD, безусловно, можно считать прорывом в развитии технологий создания устройств для записи и хранения цифровой информации. Первые поступившие на рынок SSD, за исключением высокой скоростью доступа к произвольным блокам информации, во многом уступали традиционным HDD-дискам. Мало того что их объёмы без преувеличения можно было назвать более чем скромными, они к тому же ещё имели низкую отказоустойчивость и стоили немалых денег.

Что c SSD не так?

Высокая скорость, бесшумность и малое энергопотребление твердотельных накопителей послужили неплохими драйверами для их развития. Современные SSD-диски – это лёгкие, очень быстрые и достаточно надёжные с точки зрения механики устройства, используемые в планшетах, ультрабуках и других компактных устройствах. Значительно снизилась и цена на SSD. Но всё же совершенными их никак назвать нельзя. Все SSD имеют значительный недостаток – ограниченное число циклов перезаписи.

Флеш-память большинства SSD имеет тип MLC и позволяет записывать данные примерно от 3 до 10 тысяч раз, тогда как обычные USB исчерпывают свой ресурс за 1000 и менее циклов перезаписи. Есть и такие SSD, например, с типом памяти SLC, которые могут выдержать несколько сотен тысяч циклов перезаписи. Нюансов много, поэтому нет ничего удивительного, что как раз эта особенность SSD-дисков и вызывает у рядовых пользователей массу вопросов касательно их эксплуатации, а главное – продления срока их службы. Нужна ли оптимизация SSD в Windows 7/10 или это просто всего лишь очередной миф, созданный самими производителями и разработчиками коммерческого ПО?

Базовая подготовка

Да, вы можете оставить на ПК с SSD всё так, как есть и, возможно, будете правы, но если вы действительно заботитесь о своём диске и желаете, чтобы он прослужил как можно дольше, стоит подумать о его настройке. Начнем с того, купили ли вы компьютер с интегрированным SSD или только сам диск, которым хотите заменить HDD, перенеся с него Windows. В первом случае ограничиться можно настройкой системы. Если же SSD вы устанавливаете сами, обязательно проверьте, включен ли в BIOS режим подключения AHCI для SATA контроллера.

Здесь есть два момента: после включения AHCI и переноса Windows на SSD система может не загрузиться, так как в ней не окажется соответствующих драйверов. Поэтому либо устанавливайте драйвера загодя, либо выполните переустановку Windows с нуля. Второе. В BIOS старых ПК может не оказаться режима AHCI. В этом случае БИОС придётся обновить. Теперь что касается прошивки контролёра SSD. Владельцы твердотельных дисков часто спрашивают, будет ли накопитель работать быстрее, если установить последнюю версию прошивки. Да, будет, но если вы решите её обновлять и вообще, если в этом возникнет нужда, лучше обратиться за помощью в сервис обслуживания.

Системные настройки. Отключение дефрагментации

Для HDD дефрагментация полезная штука, но SSD-дискам она, напротив, может повредить, поэтому Windows обычно автоматически отключает её. Тем не менее, стоит проверить, действительно ли она отключена. Запустите командой dfrgui утилиту оптимизации дисков и нажмите «Изменить параметры».

Убедитесь, что галочка «Выполнять по расписанию» снята. Если она там стоит, обязательно снимите её.

Включение TRIM

Механизм TRIM производит оптимизацию SSD-накопителя, очищая ячейки памяти от ненужных данных при удалении их с диска. Использование TRIM обеспечивает равномерный износ ячеек диска и увеличивает скорость его работы. Чтобы проверить, активна ли в вашей системе TRIM, выполните в запущенной от имени администратора командной строке команду fsutil behavior query DisableDeleteNotify .

Если значение возвращённого параметра DisableDeleteNotify будет 0, значит всё в порядке и функция трим включена, если 1 - значит отключена и её следует включить командой fsutil behavior set DisableDeleteNotify 0 .

Применима эта настройка SSD только к Windows 7/10, тогда как Vista и XP её не поддерживают. Варианта два: либо установите более новую систему, либо ищите SSD-диск с аппаратным TRIM. Учтите также, что некоторые старые модели твердотельных накопителей вовсе не поддерживают TRIM, правда, вероятность, что они ещё реализуются в магазинах цифровой техники очень мала.

В процессе в файл hiberfil.sys на системном диске может записываться значительный объём данных, сопоставимый с объёмом оперативной памяти. Нам же для продления службы SSD нужно сократить количество циклов записи, поэтому гибернацию желательно отключить. Минус такой настройки SSD в том, что вы больше не сможете сохранять открытыми файлы и программы при выключении компьютера. Чтобы отключить гибернацию, выполните в запущенной с администраторскими привилегиями команду powercfg -h off .

Перезагрузите компьютер и убедитесь, что скрытый системный файл hiberfil.sys удалён с диска C.

Отключение поиска и индексирования файлов

Что еще можно сделать, чтобы правильно настроить SSD диск для Windows 7/10? Ответ – отключить индексацию содержимого диска, ведь SSD и так достаточно быстрый. Откройте свойства диска и снимите галочку «Разрешить индексировать содержимое файлов…».

Но вот какая штука. Если помимо SSD у вас есть HDD, то отключать индексацию на нём вы вряд ли захотите. Что из этого получится? По умолчанию файл индекса располагается на диске C и писаться данные с диска D всё равно будут на твердотельный диск.

Если вы не хотите отключать индексацию на пользовательском томе, вам нужно будет перенести файл индексации с системного SSD-диска на пользовательский HDD. Откройте командой control /name Microsoft.IndexingOptions параметры индексирования.

Теперь нажмите «Дополнительно» и укажите своё расположение индекса, предварительно создав на пользовательском диске папку.

Если же на вашем ПК только SSD, можете полностью отключить индексирование и поиск, открыв командой services.msc оснастку управления службами и остановив службу Windows Search.

Отключение защиты системы

Спорный момент. Отключив создание системных теневых копий, вы с одной стороны уменьшите число циклов записи, с другой – увеличите риск получить нерабочую систему в случае какого-нибудь непредвиденного сбоя. Использование откатных – один из самых эффективных и простых способов вернуть Windows в рабочее состояние, по этой причине мы бы не рекомендовали отключать эту функцию, тем более что создаются точки нечасто и места занимают не так уже и много.

Не рекомендует отключать защиту системы для своих SSD Intel, того же мнения придерживается Microsoft. Впрочем, решать вам. Если вы используете другие средства резервного копирования, например, Acronis True Image, системную защиту можно отключить. Для этого зайдите в свойства системы, на вкладке «Защита системы» выделите SSD-диск и нажмите «Настроить». Далее в параметрах восстановления активируйте радиокнопку «Отключить защиту системы», ползунок передвиньте в ноль и нажмите кнопку «Удалить».

Отключать или нет файл подкачки?

Ещё более неоднозначным решением является отключение файла подкачки. Кто-то советует переносить его на HDD, кто-то полностью отключать, но не всё так просто. Файл подкачки необходим для оптимизации быстродействия системы и программ, требующих значительных ресурсов ОЗУ. Отключение подкачки действительно может снизить нагрузку на диск, но полученный эффект будет очень незначительным. К тому же это отключение может существенно снизить производительность компьютера.

Особого смысла в переносе файла подкачки на жёсткий HDD-диск тоже нет, так как он во много раз медленнее SSD, и постоянное обращение к нему системы станет замедлять её работу. Отключить, а ещё лучше уменьшить файл подкачки допустимо только в одном случае – если на вашем компьютере имеется более 10 Гб ОЗУ, и при этом вы не пользуетесь ресурсоёмкими приложениями. А так, конечно, лучше всё оставить по умолчанию. Выполнить все манипуляции с файлом подкачки вы можете в окне параметров быстродействия, вызываемого в окошке «Выполнить» командой systempropertiesperformance (далее Дополнительно – Изменить).

Prefetch и Superfetch

По идее, здесь также всё лучше оставить по умолчанию. Функция никак не влияет на долговечность твердотельных дисков, так как не производит никаких записей. Тем более, что при установке Windows на SSD система автоматически её отключает. Желаете убедиться, что она отключена? Перейдите в редакторе реестра по адресу HKEY_LOCAL_MACHINE/SYSTEM/CurrentControlSet/Control/Session Manager/Memory Management/PrefetchParameters и посмотрите значение параметра EnableSuperfetch . Он должен быть установлен в 0. Отключить её также можно через оснастку управления службами.

Что касается Prefetch, то производимые ею записи на диск столь незначительны, что её можно проигнорировать. Впрочем, можете её отключить, ничего страшного не произойдёт. Для этого в том же ключе реестра установите в качестве значения параметра EnablePrefetcher 0.

То же самое можно сказать об отключении дополнительной функции Prefetch ReadyBoot, логгируемой процесс загрузки приложений. Объем производимых ею записей в папку C:/Windows/Prefetch/ReadyBoot ничтожен, но если вы хотите отключить и их, установите в 0 параметр Start в ключе HKEY_LOCAL_MACHINE/SYSTEM/CurrentControlSet/Control/WMI/Autologger/ReadyBoot .

Программы для оптимизации SSD-диска

Практически все, что было показано на примерах выше, можно сделать с помощью специальных утилит. Как настроить SSD под Windows 7/10 с использованием сторонних программ? Очень просто. Большинство из них имеет интуитивно понятный интерфейс, представленный набором опций, которые можно включить или отключить. Оптимизаторов SSD много, но мы остановимся только на самых популярных.

SSD Mini Tweaker

Самая удобная портативная программка для оптимизации твердотельных накопителей. Утилитой поддерживается работа с функциями дефрагментации, гибернации и защиты системы, Trim, Superfetch и Prefetcher, управление файлом подкачки и Layout.ini, индексированием, кэшем файловой системы и некоторыми другими настройками.

Интерфейс SSD Mini Tweaker представлен окошком со списком доступных для управления функций. После применения новых настроек может потребоваться перезагрузка ПК.

Условно-бесплатная утилита для оптимизации и настройки производительности SSD диска. Русского языка в Tweak-SSD нет, но зато есть удобный пошаговый мастер, предлагающий оптимальные настройки. Возможности этой программы включают отключение индексации файлов, помощника совместимости программ, гибернации, файла подкачки, дефрагментации, записи времени последнего доступа к файлу, работу с TRIM, увеличение кэша файловой системы, снятие лимита NTFS на использование памяти, а также вынос ядра в памяти вместо выгрузки части модулей на диск.

SSD Fresh Plus

Ещё один оптимизатор SSD. В отличие от аналогов, поддерживает работу с данными S.M.A.R.T. С помощью Abelssoft SSD Fresh Plus можно отключить дефрагментацию, использование сокращённых имен для папок и файлов, временные метки, журнал Windows, службы предварительной выборки.

В общей сложности утилита поддерживает девять разных настроек, оптимизирующих работу SSD. Дополнительные возможности программы включают просмотр подробной информации о диске. Распространяется в платной и бесплатной редакциях.

Заключение

На этом, пожалуй, всё. Есть также и другие рекомендации по оптимизации SSD, но они по большей части либо сомнительны, либо вредны. В частности, не рекомендуется отключать кэширование записей для SSD-диска и USN-журнал файловой системы NTFS. Не следует также переносить с SSD программы и временные папки Temp, кэш браузеров и прочее, ведь какой тогда смысл в покупке SSD-диска? Нам нужно ускорение работы программ, перенеся же их на HDD, вы только замедлите работу системы.

И напоследок вот вам добрый совет. Не заморачивайтесь особенно с оптимизацией SSD. Чтобы выработать ресурс даже бюджетного твердотельного диска 128 Гб, вам потребуется как минимум десяток лет, если только вы не станете записывать и удалять ежедневно терабайты данных. А за это время безнадёжно устареет не только модель диска, но и сам компьютер.

В статьях про СХД из "конспекта админа" практически не рассматривались технологии софтовой организации дискового массива. Кроме того, за кадром остался целый пласт относительно дешевых сценариев ускорения хранилищ с помощью твердотельных дисков.

Поэтому в этой статье рассмотрю три неплохих варианта использования SSD-дисков для ускорения подсистемы хранения.

Почему просто не собрать массив из SSD – немного теории и рассуждений на тему

Чаще всего твердотельные накопители рассматривают просто как альтернативу HDD, с большей пропускной способностью и IOPS. Однако, такая замена "в лоб" часто стоит слишком дорого (брендовые диски HP, например, стоят от $2 000), и в проект возвращаются привычные накопители SAS. Как вариант, быстрые диски просто используются точечно.

В частности, удобным выглядит использование SSD для системного раздела или для раздела с базами данных – с конкретным выигрышем в производительности можно ознакомится в соответствующих материалах . Из этих же сравнений видно, что при использовании обычных HDD узким местом является производительность диска, а в случае SSD сдерживать будет уже интерфейс. Поэтому замена одного лишь диска не всегда даст такую же отдачу, как комплексный апгрейд.

В серверах используют SSD с интерфейсом SATA, либо более производительные SAS и PCI-E. Большинство представленных на рынке серверных SSD с интерфейсом SAS продаются под брендами HP, Dell и IBM. К слову, даже в брендовых серверах можно использовать диски OEM-производителей Toshiba, HGST (Hitachi) и других, которые позволяют сделать апгрейд максимально дешевым при схожих характеристиках.

С широким распространением SSD был разработан отдельный протокол доступа к дискам, подключенным к шине PCI-E – NVM Express (NVMe). Протокол разработан с нуля и значительно превосходит своими возможностями привычные SCSI и AHCI. С NVMe обычно работают твердотельные диски с интерфейсами PCI-E, U.2 (SFF-8639) и некоторые M.2, которые быстрее обычных SSD более чем вдвое . Технология относительно новая, но со временем она обязательно займет свое место в самых быстрых дисковых системах.

Немного про DWPD и влияние этой характеристики на выбор конкретной модели.

При выборе твердотельных дисков с интерфейсом SATA следует обращать внимание на параметр DWPD, который определяет долговечность диска. DWPD (Drive Writes Per Day) – это допустимое количество циклов перезаписи всего диска в сутки на протяжении гарантийного периода. Иногда встречается альтернативная характеристика TBW/PBW (TeraBytes Written, PetaBytes Written) – это заявленный объем записи на диск на протяжении гарантийного периода. В SSD для домашнего использования показатель DWPD может быть меньше единицы, в так называемых "серверных" SSD - 10 и более.

Такая разница возникает из-за разных типов памяти:

SLC NAND . Самый простой тип – в каждой ячейке памяти хранится один бит информации. Поэтому такие диски надежны и обладают хорошей производительностью. Но приходится использовать больше ячеек памяти, что негативно влияет на стоимость;

MLC NAND . В каждой ячейке хранится уже два бита информации – самый популярный тип памяти.

eMLC NAND . То же самое что и MLC, но повышена устойчивость к перезаписи благодаря более дорогим и качественным чипам.

• TLC NAND . В каждой ячейке хранится по три бита информации – диск максимально дешев в производстве, но обладает наименьшими производительностью и долговечностью. Чтобы компенсировать потери по скорости, для внутреннего кэша часто используется память SLC.

Таким образом, при точечной замене обычных дисков твердотельными логично использовать MLC-модели в RAID 1, что даст отличную скорость при том же уровне надежности.

Считается, что использование RAID совместно с SSD – не лучшая идея. Теория основывается на том, что SSD в RAID изнашиваются синхронно и в определенный момент могут выйти из строя все диски разом, особенно при ребилде массива. Однако, с HDD ситуация точно такая же. Разве что, испорченные блоки магнитной поверхности не дадут даже прочитать информацию, в отличие от SSD.

По-прежнему высокая стоимость твердотельных накопителей заставляет задуматься об альтернативном их использовании, помимо точечной замены или использования СХД на базе одних лишь SSD.

Расширяем кэш RAID-контроллера

От размера и скорости кэша RAID-контроллера зависит скорость работы массива в целом. Расширить этот кэш можно с помощью SSD. Технология напоминает решение Smart Response от Intel.

При использовании подобного кэша данные, которые используются чаще, хранятся на кэширующих SSD, с которых производится чтение или дальнейшая запись на обычный HDD. Режимов работы обычно два, аналогично привычному RAID: write-back и write-through.

В случае write-through ускоряется только чтение, а при write-back – чтение и запись.

Подробнее об этих параметрах вы можете прочитать под спойлером.

При настройке кэша write-through запись проводится как в кэш, так и на основной массив. Это не влияет на операции записи, но ускоряет чтение. К тому же, перебои питания или всей системы для целостности данных уже не так страшны;

• Настройка write-back позволяет записывать данные сразу в кэш, что ускоряет операции чтения и записи. В RAID-контроллерах эту опцию можно включить только при использовании специальной страхующей энергонезависимую память батарейки, либо при использовании флэш-памяти. Если же применять в качестве кэша отдельный SSD, то проблема с питанием уже не стоит.

Для работы обычно требуется специальная лицензия или аппаратный ключ. Вот конкретные названия технологии у популярных на рынке производителей:

LSI (Broadcom) MegaRAID CacheCade. Позволяет использовать до 32 SSD под кэш, суммарным размером не более 512 ГБ, поддерживается RAID из кэширующих дисков. Есть несколько видов аппаратных и программных ключей, стоимость составляет около 20 000 р;

Microsemi Adaptec MaxCache. Позволяет использовать до 8 SSD в кэше в любой конфигурации RAID. Отдельно лицензию покупать не нужно, кэш поддерживается в адаптерах серии Q;

• HPE SmartCache в серверах ProLiant восьмого и девятого поколения. Актуальная стоимость доступна по запросу.

Схема работы SSD-кэша предельно проста – часто используемые данные перемещаются или копируются на SSD для оперативного доступа, а менее популярная информация остается на HDD. Как итог, скорость работы с повторяющимися данными значительно возрастает.

В качестве иллюстрации работы RAID-кэша на базе SSD можно привести следующие графики:

StorageReview – сравнение производительности разных массивов при работе с базой данных: использованы обычные диски и их альтернатива на базе LSI CacheCade.

Но если есть аппаратная реализация, то наверняка существует и программный аналог за меньшие деньги.

Быстрый кэш без контроллера

Помимо программного RAID существует и программный SSD-кэш. В Windows Server 2012 появилась интересная технология Storage Spaces, которая позволяет собирать RAID-массивы из любых доступных дисков. Накопители объединяются в пулы, на которых уже размещаются тома данных – схема напоминает большинство аппаратных систем хранения. Из полезных возможностей Storage Spaces можно выделить многоярусное хранение (Storage Tiers) и кэш записи (write-back cache).

Storage Tiers позволяет создавать один пул из HDD и SSD, где более востребованные данные хранятся на SSD. Рекомендованное соотношение количества SSD к HDD 1:4-1:6. При проектировании стоит учитывать и возможность зеркалирования или четности (аналоги RAID-1 и RAID-5), так как в каждой части зеркала должно быть одинаковое количество обычных дисков и SSD.

Кэш записи в Storage Spaces ничем не отличается от обычного write-back в RAID-массивах. Только здесь необходимый объем "откусывается" от SSD и по умолчанию составляет один гигабайт.

Отличия дисковых подсистем SSD и HDD+SSD для виртуальных выделенных серверов, сравнение производительности.

Диски HDD+SSD-кэш

Принцип работы . Мы используем быстрые SSD-диски для кэширования запросов к медленным, но значительно более ёмким и недорогим HDD-дискам. В этом режиме каждое обращение к жесткому диску виртуальной машины проверяется на наличие в кэше, и при его наличии в кэше отдаётся оттуда, а не читается с медленного диска. Если же в кэше данные не найдены, то они читаются с HDD-диска и записываются в кэш.

Преимущества технологии HDD+SSD-кэш. Основной плюс технологии HDD+SSD-кэш в объеме предоставляемого дискового пространства. Также серверы на этой технологии дешевле, что немаловажно для размещения начинающих проектов, тестовых серверов и вспомогательных сервисов.

• Бекапы данных
• Объемные архивы с данными
• Любые сервисы и сайты, для которых не критична скорость чтения/записи с дисков

Диски SSD

Принцип работы . SSD (Solid-state drive) - это накопитель, в котором, в отличие от обычных жестких дисков, нет движущихся элементов. Для хранения в SSD используется флеш-память. Простыми словами, это большая флешка.

Преимущества технологии SSD. Основное преимущество SSD-накопителей - это скорость работы. В отличие от обычного жесткого диска, отсутствуют временные затраты на позиционирование считывающих головок - увеличивается скорость доступа к данным. Согласно тестам, скорость чтения/записи на SSD превышает показатели обычных HDD в несколько раз.

Кому будет полезен VDS или VPS на SSD ?

• Владельцам интернет магазинов: скорость работы с базами данных на SSD несоизмеримо выше, чем на HDD.
• Владельцам других сайтов: страницы вашего сайта будут открываться значительно быстрее, что немаловажно для ранжирования в поисковых системах.
• Для разработчиков: скорость компиляции кода на SSD-дисках выше, сэкономьте свое время.
• Для игровых серверов: скорость загрузки увеличивается, не заставляйте игроков ждать.

Диски NVMe

Принцип работы . NVM Express (NVMe, NVMHCI, Non-Volatile Memory Host Controller Interface Specification) - обновленная версия SSD-диска. Использует собственный, разработанный с нуля, протокол взаимодействия, и подключается через порт PCI Express.

Преимущества технологии NVMe. Чтение-запись с дисками NVMe в 2-3 раза быстрее, чем с обычными SSD. Шина PCI Express не ограничивает скорость диска - этим обеспечивается прирост производительности. Кроме этого, на NVMe быстрее обрабатываются параллельные операции, больше операций чтения-записи проводится в единицу времени.

Когда заказывать виртуальный сервер с диском NVMe ?

• В тех же случаях, что и SSD. Когда вашему проекту уже не хватает производительности SSD, либо планируете рост проекта и высокие нагрузки.

Сравниваем производительность

Мы сравнили производительность виртуальных машин на «боевых» физических серверах с различными дисковыми подсистемами.

Мы учитывали количество IOPS (количество операций ввода/вывода, Input/Output Operations Per Second) - это один из ключевых параметров при измерении производительности систем хранения данных, жестких дисков и твердотельных дисков (SSD).

Обратите внимание, что в работе сайтов чаще всего используются именно операции чтения данных, а не записи. Этот показатель SSD дисков в три раза выше, чем у технологии HDD+SSD-кэш.

Сравнение производительности технологий

• Сравнение производительности различных типов серверных накопителей (HDD, SSD, SATA DOM, eUSB)
• Сравнение производительности новейших серверных RAID-контроллеров Intel и Adaptec (24 SSD)
• Сравнение производительности серверных RAID-контроллеров
• Производительность дисковой подсистемы серверов Intel на базе Xeon E5-2600 и Xeon E5-2400
• Таблицы сравнительных характеристик: RAID-контроллеры , Серверные HDD , Серверные SSD
• Ссылки на разделы прайс-листа: RAID-контроллеры , Серверные HDD , Серверные SSD

Большинство серверных приложений работают с дисковой подсистемой сервера в режиме случайного доступа, когда данные читаются или записываются небольшими блоками размером несколько килобайт, а сами эти блоки могут располагаться в дисковом массиве случайным образом.

Жесткие диски имеют среднее время доступа к произвольному блоку данных порядка нескольких миллисекунд. Это время необходимо для позиционирования головки диска над нужными данными. За одну секунду жесткий диск может прочитать (или записать) несколько сотен таких блоков. Этот показатель отражает производительность жесткого диска на случайных операциях ввода-вывода и измеряется величиной IOPS (Input Output per Second, операций ввода-вывода в секунду). То есть производительность случайного доступа для жесткого диска составляет несколько сотен IOPS.

Как правило, в дисковой подсистеме сервера несколько жестких дисков объединяются в RAID-массив, в котором они работают параллельно. При этом скорость операций случайного чтения для RAID-массива любого типа возрастает пропорционально количеству дисков в массиве, а вот скорость операций записи зависит не только от количества дисков, но также и от способа объединения дисков в RAID-массив.

Довольно часто дисковая подсистема является фактором, который ограничивает быстродействие сервера. При большом количестве одновременных запросов дисковая подсистема может достичь предела своей производительности и увеличение объема оперативной памяти или частоты процессора не даст никакого эффекта.

Радикальным способом увеличения производительности дисковой подсистемы является использование твердотельных накопителей (SSD-накопителей), в которых информация записывается в энергонезависимую flash-память. У SSD-накопителей время доступа к произвольному блоку данных составляет несколько десятков микросекунд (то есть на два порядка меньше, чем у жестких дисков), благодаря чему производительность даже одного SSD-накопителя на случайных операциях достигает 60"000 IOPS.

На следующих графиках приведены сравнительные показатели производительности RAID-массивов из 8-ми жестких дисков и 8-ми SSD-накопителей. Приведены данные для четырех различных типов RAID-массивов: RAID 0, RAID 1, RAID 5 и RAID 6. Чтобы не перегружать текст техническими подробностями, информацию о методике тестирования мы поместили в конце статьи.

Из диаграмм видно, что применение SSD-накопителей повышает производительность дисковой подсистемы сервера на операциях произвольного доступа от 20 до 40 раз. Однако широкому использованию SSD-накопителей мешают следующие серьезные ограничения.

Во-первых, современные SSD-накопители имеют небольшую емкость. Максимальная емкость жестких дисков (3TB) превосходит максимальную емкость серверных SSD-накопителей (300GB) в 10 раз. Во-вторых, SSD-накопители примерно в 10 раз дороже жестких дисков, если сравнивать стоимость 1GB дискового пространства. Поэтому построение дисковой подсистемы из одних только SSD-накопителей в настоящее время применяется довольно редко.

Однако можно использовать SSD-накопители в качестве кэш-памяти RAID-контроллера. О том, как это работает и что дает, давайте поговорим подробнее.

Дело в том, что даже в довольно большой дисковой серверной подсистеме емкостью в десятки терабайт объем "активных" данных, то есть данных, которые используются наиболее часто, относительно невелик. Например, если Вы работаете с базой данных, которая хранит записи за длительный период времени, активно использоваться скорее всего будет только небольшая часть данных, которая относится к текущему временному интервалу. Или если сервер предназначен для хостинга Интернет-ресурсов, большая часть запросов будет относиться к небольшому числу наиболее посещаемых страниц.

Таким образом, если эти "активные" (или "горячие") данные будут находиться не на "медленных" жестких дисках, а в "быстрой" кэш-памяти на SSD-накопителях, производительность дисковой подсистемы возрастет на порядок. При этом Вам не нужно заботится о том, какие данные должны быть размещены в кэш-памяти. После того, как в первый раз контроллер прочитает данные с жесткого диска, он оставит эти данные в кэш-памяти SSD и повторное чтение будет выполняться уже оттуда.

Более того, кэширование работает не только при чтении, но и при записи. Любая операция записи будет записывать данные не на жесткий диск, а в кэш-память на SSD-накопителях, поэтому операции записи также будут выполняться на порядок быстрее.

Практически механизм кэширования на SSD-накопителях может быть реализован на любом шести-гигабитном RAID-модуле или RAID-контроллере Intel второго поколения на базе микроконтроллера LSI2208: RMS25CB040, RMS25CB080, RMT3CB080, RMS25PB040, RMS25PB080, RS25DB080, RS25AB080, RMT3PB080. Эти RAID-модули и контроллеры применяются в серверах Team на базе процессоров Intel E5-2600 и E5-2400 (платформа Intel Sandy Bridge).

Чтобы использовать режим SSD-кэширования, необходимо установить на RAID-контроллер аппаратный ключ AXXRPFKSSD2. Кроме поддержки SSD-кэширования, этот ключ также ускоряет работу контроллера с "чистыми" SSD-дисками, когда они используются не в качестве кэш-памяти, а как обычные накопители. В этом случае можно достичь производительности на операциях случайного чтения-записи в 465"000 IOPS (режим FastPath I/O).

Давайте посмотрим на результаты тестирования производительности все того же массива из восьми жестких дисков, но уже с использованием четырех SSD-накопителей в качестве кэш-памяти и сравним их с данными этого массива без кэширования.

Мы выполнили тестирование для двух вариантов организации SSD-кэш. В первом варианте 4 SSD-накопителя были объединены в RAID-массив нулевого уровня (R0), а во-втором случае из этих 4-х SSD-накопителей был образован зеркальный массив (R1). Второй вариант немного медленнее на операциях записи, зато он обеспечивает резервирование данных в SSD-кэш, поэтому предпочтительнее.

Интересно, что производительность чтения и записи практически не зависит от типа "основного" RAID-массива жестких дисков, а определяется только скоростью работы SSD-накопителей кэш-памяти и типом ее RAID-массива. Более того, "кэшированный" RAID 6 из жестких дисков на операциях записи оказывается быстрее, чем "чистый" RAID 6 из SSD-накопителей (29"300 или 24"900 IOPS против 15"320 IOPS). Объяснение простое - фактически мы измеряем производительность не RAID 6, а RAID 0 или RAID 1 кэш-памяти, а эти массивы быстрее на записи даже при меньшем числе дисков.

В качестве кэш-памяти можно использовать и один SSD-накопитель, однако мы рекомендуем этого не делать, поскольку не обеспечивается резервирование данных кэш-памяти. В случае выхода такого SSD-накопителя из строя, целостность данных будет нарушена. Для SSD-кэширования лучше использовать как минимум два SSD-накопителя, объединенный в RAID-массив первого уровня ("зеркало").

Надеемся, что информация, изложенная в данной статье, поможет Вам в выборе эффективной конфигурации дисковой подсистемы сервера. Кроме того, необходимую техническую консультацию всегда готовы оказать наши менеджеры и инженеры.

Конфигурация тестового стенда и методика тестирования

Серверная платформа — Team R2000GZ
Расширитель SAS-портов Intel RES2CV360 36 Port Expander Car
RAID-контроллер — Intel RS25DB080 с ключом AXXRPFKSSD2
HDD — 8 дисков SAS 2,5" Seagate Savvio 10K.5 300GB 6Gb/s 10000RPM 64MB Cache
SSD — 8 или 4 накопителя SSD SATA 2.5" Intel 520 Series 180GB 6Gb/s

Тестирование выполнялось при помощи программы Intel IO Meter.

Для каждого варианта аппаратной конфигурации выбирались оптимальные настройки кэш-памяти контроллера.

Объем виртуального диска для тестирования — 50GB. Такой объем был выбран для того, чтобы тестируемый диск мог полностью поместится в SSD-кэш.

Прочие параметры:
Strip Size — 256KB.
Размер блока данных для последовательных операций — 1MB.
Размер блока данных для операций случайного доступа — 4 KB.
Глубина очереди — 256.

Если вы решили приобрести твердотельный SSD накопитель, то на это может быть несколько причин:

• Вас не устраивает скорость работы вашего HDD.
• Вам необходима быстрая работа windows и определенных типов приложений, игр.

Однако установить ССД в компьютер или ноутбук, а затем заполнить его информацией недостаточно. Необходимо также оптимизировать его работу с работой вашей OC.

Рассмотрим основные методы оптимизации SSD диска.

AHCI SATA

Технология, позволяющая использовать функцию TRIM для различных твердотельных накопителей. Ее включение производится на уровне BIOS вашего ПК или ноутбука.

Включение AHCI SATA:

1. Открываете командную строку комбинацией клавиш win + R.
2. Вводите команду: «regedit» (доступ в реестр).
3. Переходите по следующему пути: HKEY_LOCAL_MACHINE → SYSTEM → CurrentControlSet → Services → storahci.
4. Измените значение подраздела ErrorControl на 0 (по умолчанию 3), вызвав контекстное меню и нажав параметр «Modify».
5. Перейдите в ветку с название «StartOverride» и измените его значение на 0 (по умолчанию 3).
6. Перезагрузите ваш ПК (ноутбук), зайдите в BIOS/UEFI (как зайти в BIOS, смотрите отдельно для модели вашего ноутбука или материнской платы ПК). В разделе «storage configuration», и в подразделе «SATA port» выставить AHCI или же в разделе «SATA RAID/AHCI Mode», выставить AHCI (Для разных версий BIOS, свои разделы и подразделы).
7. Проверьте работоспособность функции в Windows. Перейдите по следующему пути: Панель управления → Диспетчер устройств → IDE ATA/ATAPI controllers. В последнем подразделе должно появиться устройство: «Standard SATA AHCI Controller».

Функция TRIM

По умолчанию данная функция включена на windows 7 и выше, однако, лучше вручную проверить работает ли эта функция. Смысл TRIM в том, что после удаления файлов, windows передает SSD накопителю информацию, что определенная область диска не используется и ее можно очистить для записи. (в HDD данные остаются и запись производится «поверх» существующей). Со временем, если функция отключена, будет происходить падение производительности накопителя.

Проверка TRIM в Windows:

1. Запустите командную строку, нажав комбинацию клавиш win + R.
2. Введите команду: «fsutil behavior query disabledeletenotify».
3. Если после ввода выводится сообщение: «DisableDeleteNotify = 0», то функция TRIM включена, если «DisableDeleteNotify = 1», то TRIM не функционирует. Если TRIM не работает, введите команду: «fsutil behavior set DisableDeleteNotify 0», затем повторите пункты 2 и 3.

Дефрагментация

Данная функция помогает оптимизировать и ускорить работу HDD, но для SSD, она оказывает пагубное влияние. Для SSD, функция «автоматическая дефрагментация» по умолчанию отключена. Чтобы проверить работает ли она необходимо:

1. Нажать комбинацию win + R.
2. В окне командной строки ввести команду: «dfrgui» и нажать «ОК».
3. В открывшемся окне, выделите ваш ССД и посмотрите на пункт «Оптимизация по расписанию». Для нашего твердотельного накопителя она должна быть отключена.

Индексация

Функция Windows, помогающая выполнять быстрый поиск файлов на диске при больших объемах информации, однако, увеличивающая нагрузку по записи на SSD. Для ее отключения:

1. Переходим в раздел «Этот компьютер», «Мой компьютер», «Компьютер» (для каждой ОС по-разному).
2. Выбираете ваш ССД и в контекстном меню выбираете «Свойства».
3. В открывшемся окне, снимаете флажок напротив параметра: «Разрешить индексирование содержимое файлов на этом диске в дополнение к свойствам файла».

Служба поиска

Ее функция создает файловый индекс, благодаря которому нахождение разнообразных файлов и папок производится быстрее. Однако скорости ССД вполне достаточно чтобы от нее отказаться. Для ее отключения необходимо:

1. Переходите по следующему адресу: Панель управления → Система и безопасность → Администрирование → Управление компьютером.
2. Переходите во вкладку: «Службы».
3. Находите службу «Windows search» и во вкладке «Тип запуска» выбираете «Отключена».

Гибернация

Режим, который позволяет сохранять содержимое оперативной памяти на жёстком диске, благодаря чему при последующем включении, сохраняется информация и открытые приложения с предыдущего сеанса.

При использовании ССД смысл этой функции теряется, так как накопитель и так быстро стартует. А «Гибернация», создавая циклы «запись-перезапись», уменьшает продолжительность жизни SSD диска.

Отключение гибернации:

1. Запускаете вновь cmd.exe сочетанием клавиш win + R.
2. Вводите команду: «powercfg -h off».

Кэширование записи

Данная функция повышает производительность вашего твердотельного накопителя. При ее включении используется технология записи и чтения NCQ. NCQ – принимает несколько запросов одновременно, а затем организовывает их порядок выполнения таким образом, чтобы достичь максимальной производительности.

Для подключения необходимо:

1. Вызвать командную строку комбинацией win + R
2. Ввести команду: «devmgmt.msc».
3. Открыть «Дисковые устройства», выбрать SSD и в контекстном меню выбрать «Свойства».
4. Перейти во вкладку «Политика».
5. Поставить «галочку» напротив параметра: «Разрешить кэширование записей для этого устройства».

Prefetch и Superfetch

Prefetch – технология, с помощью которой часто используемые программы загружаются в память заранее, тем самым ускоряется последующий их запуск. При этом на дисковом пространстве создается одноименный файл.

Superfetch – технология похожая на Prefetch с тем отличием, что ПК предугадывает какие приложения будут запущенны, заблаговременно загружая их в память.

Обе функции не имеют пользы при использовании SSD. Поэтому их лучше всего отключить. Для этого:

1. Вызываем командную строку сочетанием клавиш win + R.
2. Выполняем команду: «regedit» (переход в реестр).
3. Переходите по пути: HKEY_LOCAL_MACHINE → SYSTEM → CurrentControlSet → Control → Session Manager → Memory Management → PrefetchParameters.
4. Находите в подразделе реестра несколько параметров: «EnablePrefetcher» и «EnableSuperfetch», устанавливаете их значение в 0 (по умолчанию 3).

Утилита SSD Mini Tweaker

Все вышеперечисленные действия можно выполнять вручную, но руками программистов были созданы программы – твикеры, предназначение которых кастомизация ОС windows, а также отдельных ее компонентов с помощью нескольких кликов. Одной из таких программ является SSD Mini Tweaker .

SSD Mini Tweaker – программа, разновидность твикеров, позволяющая без особых усилий оптимизировать ваш SSD.

Преимущества:

• Полная русификация.
• Работает на всех ОС начиная с Windows 7.
• Бесплатная.
• Понятный интерфейс.
• Не требует установки.

Другие способы

Такие манипуляции, как перенос кэша браузеров, файлов подкачки, временных папок Windows, бэкапа системы с SSD диска на HDD (или отключение данной возможности) являются бесполезными, так как хоть и увеличивают продолжительность жизни ССД, но ограничивают потенциал его использования.

Тем самым выполнив несложные вышеперечисленные манипуляции с вашей ОС, вы сможете продлить жизнь вашего накопителя, а также настроить его на режим максимальной производительности.