مقایسه هارد درایوهای SSD و HDD

مقایسه هارد درایوهای SSD و HDD

?SSD vs HDD: Which should I have in my PC

Hard Drive

دلیل شما از انتخاب هارد درایو های SSD چیست؟ احتمالا اولین پاسخ و شاید تنها دلیلی که بیان می‌کنید، سرعت بیشتر باشد. هرچند که سرعت بالا انتخاب اول و اصلی در برگزیدن هارد درایو های SSD است اما تفاوت این نوع هاردها با HDD ها یا هاردهای مکانیکی، مبحث قابل توجهی است.

شاید کارکرد یا ظاهر HDD و SSD شبیه یکدیگر باشد اما با خواندن این مقاله، اطلاعات جامع و کامل‌تری نسبت به تفاوت آنها با یکدیگر به دست می‌آورید. با ما همراه باشید.

SSD

سه نکته مهم در مورد کارایی SSD ها

شما را با سه نکته مهم در مورد کارایی SSD ها آشنا می‌کنم:

  1. توان عملیاتی یا Throughput
  2. زمان تاخیر یا Latency
  3. سرعت یا نرخ جابجایی اطلاعات در یک ثانیه IOPS

این سه مورد می‌تواند قابلیت کارایی دستگاه ذخیره ساز را بیان می‌کنند.

Image result for hdd vs ssd

توان عملیاتی یا Throughput چیست؟

ذخیره سازهای HDD و SSD در مقایسه با دیگر اجزای مهم کامپیوتر مثل CPU، کارت گرافیک و حافظه DRAM، پایین‌ترین سرعت را دارند. حافظه‌های DRAM می‌توانند با سرعت بیش از 20 گیگابایت در ثانیه، اطلاعات را جابه‌جا می‌کنند. CPU و کارت گرافیک در ثانیه، میلیاردها عملکرد داخلی اجرا می‎کنند. این در حالی است که بیشتر سخت افزارها و نرم افزارهای در حال اجرا، بیشتر معطل دستگاه‌های ذخیره ساز می‌شوند تا منابع دیگر زیرا هارد درایو ها در بهترین حالت، تنها چند مگابایت داده در ثانیه منتقل می‌کنند.

وقتی سرعت انتقال داده‌ها را بر اساس MB/s یا GB/s اندازه‌گیری می‌کنیم، در واقع توان عملیاتی یا سرعت انتقال داده را مشخص می‌کنیم. سرعتی که اطلاعات به / از دستگاه ذخیره ساز منتقل می‌شود به صورت بایت در ثانیه اندازه گرفته می‌شود که معمولا کیلوبایت یا مگابایت در ثانیه است. ایده‌آل ما، مگابایت‌های بیشتر در ثانیه است. گاهی در متون فارسی، از این پارامتر به عنوان پهنای باند هم یاد می‌شود.

زمان تاخیر یا Latency چیست؟

سرعت انتقال دیتا یا Throughput در سیستم‌های ذخیره سازی یعنی این که چه مدت زمانی طول می‌کشد تا انتقال داده شروع شود یعنی چه مدت طول می‌کشد تا دستگاه ذخیره ساز، کار IO را شروع کند. این پارامتر،  زمان تاخیر یا Latency نامیده می‌شود و اهمیت بیشتری نسبت به شاخص Throughput دارد.

هرچند که انتقال دیتا با سرعت پایین از یک سیستم به سیستمی دیگر باعث کاهش کارایی می‌شود اما مدت زمانی که طول می‌کشد تا انتقال اطلاعات در سیستم‌های ذخیره ساز شروع شود، نکته بسیار مهمی در زمینه کارایی دستگاه‌های ذخیره ساز است. هر چه زمان تاخیر کمتر باشد، بهتر است.

در HDD منظور از تاخیر Positional Latency است که خود شامل دو نوع تاخیر است:

  1. Seek Time
  2. Rotational Time

بنابراین Latency معیاری است که در بازدهی دستگاه‌های ذخیره سازی اطلاعات مهم است. زیرا دستگاه‌های ذخیره ساز اغلب در حال انتقال و جابه‌جایی داده‌ها هستند.

Image result for ssd

تعداد ورودی و خروجی در ثانیه یا IOPS چیست؟

نکته دیگر در زمینه کارایی دستگاه‌های ذخیره ساز که اهمیت آن در حد زمان تاخیر است، بدین شرح است: دستگاه ذخیره ساز، هر چند وقت یک بار می‌تواند انتقال داده انجام دهد؟ چه تعداد عملیات ورودی و خروجی (IO) در ثانیه می‌تواند انجام دهد؟ این پارامتر، IOPS نامیده می‌شود که اندازه‌گیری آن بسیار مهم است. هر چه عدد IOPS بیشتر باشد، کارایی بهتری خواهیم داشت. بسته به نوع IO، انواع IOPS ها را داریم.

توان عملیاتی، شاخص مهمی است و شاید در نگاه اول، معیار مناسبی برای مصرف کنندگان عادی باشد اما وقتی صحبت از حوزه انترپرایز و فضای دیتاسنتری می‌شود، IOPS و Latency ابزارهای مهم‌تری هستند.

از IOPS برای اندازه‌گیری کارایی حجم‌های کاری رندوم یا تصادفی مثل دیتابیس‌ها در سیستم‌های ذخیره سازی استفاده می‌شود. IOPS می‌تواند برای هر یک از شاخص‌های زیر به صورت جداگانه مطرح شود:

  1. Read
  2. Write
  3. Random
  4. Sequential
  5. Cache Hit
  6. Cache Miss

به دلیل اینکه صفحات حافظه (Memory Page)، کلاسترها و فایل سیستم‌ های سیستم عامل‌ها اندازه‌ای برابر با 4 کیلوبایت دارند. از این واحد (فایل‌های 4 کیلوبایتی)، معمولا در اندازه‌گیری‌های IOPS استفاده می‌شود.

مقایسه کارایی HDD و SSD

سه معیار Latency و Throughput و IOPS شاخص‌های بسیار خوبی برای اندازه‌گیری عملکرد و کارایی سیستم‌های ذخیره ساز است. در این مقاله با استفاده از دو نرم افزار AS SSD و HD True Pro یک Sandisk SSD و یک Hitachi HDD را تست کردیم که نتایج جالب آن را برای شما تشریح خواهیم کرد. مدت زمانی که طول می‌کشد تا SSD به تمام پارامترهای تست جواب دهد چیزی در حدود 5 دقیقه بود اما این زمان برای HDD بیش از یک ساعت طول کشید.

1- بررسی پارامتر IOPS در SSD و HDD

HDD در قسمت چپ و SSD در قسمت راست تصویر زیر دیده می‌شود.

هارد درایوهای SSD و HDD

میزان IOPS ها بیانگر این است که هر درایو با چه سرعتی می‌تواند به درخواست‌های IO پاسخ دهد.

ردیف اول، بیانگر IOPS خواندن و نوشتن فایل 16 مگابایتی است، فایل بزرگی که به صورت Sequential IO است. تفاوت HDD و SSD خیلی زیاد نیست: سرعت Read IOPS در SSD، 3.4 برابر HDD است و سرعت Write IOPS در SSD، 3.5 برابر HDD است. می‌بینیم که سرعت خواندن و سرعت نوشتن، تفاوت چندانی با هم ندارند.

ردیف دوم به IOPS خواندن و نوشتن فایل‌های کوچک با سایز 4 کیلوبایت و به صورت تصادفی و رندوم، مربوط است. رندوم یعنی اطلاعات در تمام سطوح ذخیره ساز پخش شده نه اینکه به صورت مرتب و پیوسته (مانند Tape Drive ها) در یک مکان مشخص و به صورت پشت سر هم قرار داشته باشد. پس Random IO برای دستگاه‌های ذخیره ساز به مراتب سخت‌تر و زمان‌برتر است.

IOPS خواندن در HDD برابر با 176 است در حالی که IOPS خواندن مربوط به SSD برابر با 9417 است؛ یعنی SSD به میزان 53 برابر سریع‌تر است. خواندن فایل‌های کوچک 4 کیلوبایتی، رایج‌ترین IO در PC های معمولی هستند پس می‌توان نتیجه گرفت که SSD ها چقدر می‌توانند برای کاربر، سریع‌تر باشند.

IOPS نوشتن همین فایل‌های 4 کیلوبایتی در HDD معادل 311 است در حالی که در SSD برابر با 32933 است یعنی چیزی حدود بیش از 105 برابر بزرگتر. این نکته می‌تواند تاثیر به سزایی در کارایی داشته باشد. از چنین کارایی‌ای می‌توان صرف نظر کرد؟

مورد بعدی تست 4K – 64 thrd است. در این تست، توانایی درایو در استفاده از ویژگی (NCQ (Native Command Queuing در AHCI سنجیده می‌شود. 4K یعنی اندازه فایل در Random IO و 64-thrd یعنی دو سریِ 32 تایی درخواست NCQ Type IO در تست انجام شده است.

تکنولوژی NCQ به سادگی، درایوی با دسترسی مستقیم به حداکثر 32 درخواست IO را در سیستم حافظه فراهم می‌کند که تنها با یک دستور IO ارسالی به درایو (به جای 32 دستور IO: یک دستور برای هر درخواست IO) انجام می‌شود. در نتیجه تمامی زمان‌های پردازش 32 دستور مجزا حذف می‌شود.

در این حالت، HDD بر اساس درخواست‌های IO (از یک تا 32 درخواست)، هد خود را طوری برنامه‌ریزی می‌کند تا سکتورها پشت سر یکدیگر قرار گیرند تا میزان جابجایی هر HDD کمتر شود یعنی کاهش Latency Position) که باعث افزایش بازدهی HDD می‌شود.

هارد درایوهای SSD و HDD

اگر به تفاوت سرعت که بر حسب MB/s است توجه کنیم، در می‌یابیم که این تفاوت، نسبتا زیاد است: 149.86 MB/s برای HDD و 514.28 MB/s برای SSD یعنی SSD به میزان 3.4 مرتبه سریع‌تر است. دقیقا همان تفاوتی که در مورد IOPS دیدیم و نشان‌دهنده ارتباط این دو با هم است.

IO فایل‌های بزرگ که به صورت پیوسته انجام شود (Large Fale Sequential IO)، برای دستگاه‌های ذخیره سازی آسان‌ترین است. به همین علت است که فروشندگان از این شاخص برای معرفی محصولات خود استفاده می‌کنند که البته درک آن هم آسان است. اما در واقع این شاخص، مهم‌ترین معیار برای نشان دادن کارایی سیستم ذخیره ساز نیست.

سرعت خواندن فایل‌های 4 کیلوبایتی در HDD بسیار ناچیز است: در حدود 0.69 MB/s و در مقابل، سرعت SSD برابر با 36.79 MB/s است. و دوباره SSD به میزان 53 مرتبه از HDD سریع‌تر است. سرعت نوشتن فایل‌های 4 کیلوبایتی در HDD برابر با 1.22 MB/s است که از سرعت خواندن بهتر است اما در SSD برابر با 128.6 MB/s است که حدودا 105 مرتبه سریع‌تر از HDD است.

AHCI و NCQ در اصل برای بهبود کارایی در HDD طراحی شده‌اند هر چند که HDD ها را خیلی خارق‌العاده نمی‌کنند و با وجود این تکنولوژی‌ها باز هم کارایی بسیار پایین‌تری نسبت به SSD ها دارند.

منبع:فالنیک

پیگیری سفارش
لیست مقایسه