Toute la vérité sur la zone de secours SSD, et est-elle même nécessaire

Bonjour Giktayms! De nombreux fabricants de SSD recommandent de laisser de l'espace non alloué ou de l'espace libre sur les SSD pour de meilleures performances. Nous essaierons de déterminer si une zone de sauvegarde SSD est nécessaire et comment elle affecte les performances des disques. Par tradition, tous les détails sous la coupe.



Un peu sur l'essentiel


La dernière fois, nous vous avons expliqué le fonctionnement de la mémoire flash. Le principe de son fonctionnement caractérise visuellement parfaitement l'image ci-dessous. Le bloc (X) a été effacé pour un enregistrement ultérieur en raison de la présence d'un bloc libre (Y) - de nouvelles pages ont été écrites dans le bloc (X) puis dans (Y), après quoi le bloc (X) a été effacé.



Ce n'est qu'un exemple du fonctionnement du flash. L'essentiel, c'est que lorsqu'il y a beaucoup d'espace libre sur un SSD, alors il y a beaucoup de blocs comme (Y). Bien que la vitesse du contrôleur lui-même soit constante, les performances du lecteur lui-même peuvent varier. Moins la mémoire flash a de blocs libres, plus elle doit exécuter de processus avant l'écriture des données, ce qui signifie que le lecteur souffrira de la vitesse de travail. Par exemple, lors du remplissage des SSD à 98%, il y a de moins en moins de blocs libres. Il n'y a qu'une seule question: que se passe-t-il si, pendant un trajet aussi chargé, vous commencez à enregistrer de grandes quantités de données? C'est là que la zone SSD de sauvegarde est utile.

Qu'est-ce qu'une zone de sauvegarde et pourquoi est-elle nécessaire?


En fait, les systèmes d'exploitation ne reconnaissent pas la totalité de la capacité de mémoire des SSD. La zone SSD de réserve ou la zone dite de réserve est allouée selon le principe de surapprovisionnement et n'est visible que par le contrôleur. Pour comprendre comment cela fonctionne, il est utile de considérer comment la capacité des SSD est réellement mesurée.

La capacité SSD est mesurée en gigaoctets (préfixes décimaux) et en gibibytes (préfixes binaires). Si 1 gigaoctet dans un gigaoctet, alors ~ 1 074 x 10 gigaoctets dans le neuvième octet de puissance en gigaoctets. Les fabricants, y compris OCZ, indiquent la capacité en gigaoctets, tandis que le système d'exploitation calcule en gigaoctets. Pour cette raison, il s'avère qu'en fait la capacité de stockage est inférieure à celle déclarée.

Voici, par exemple, des statistiques intéressantes sur l'un des disques. Il possède 264 Gio NAND à bord, mais seulement 186 Gio sont disponibles pour l'utilisateur avec 200 Go déclarés par le fabricant. Le reste du SSD est utilisé comme zone de sauvegarde pour améliorer les performances et l'endurance du disque.


En règle générale, la zone de sauvegarde représente environ 7% de la capacité NAND totale. Pour calculer la capacité réelle des SSD en Gio, il est nécessaire de diviser la capacité en gigaoctets par 1,073741824. Dans le cas d'un disque de 256 Go, ce sera 238,4 Gio. Le reste du SSD est utilisé comme zone de réserve. Pour plus de clarté, regardons à nouveau le fonctionnement de la mémoire flash.

On demande souvent pourquoi certains SSD ont une capacité de 120/240/480 Go, tandis que d'autres ont 128/256/512 Go. Dans le cas d'OCZ, le volume physique de ces paires de capacités d'entraînement est le même. La différence réside dans le montant de la réserve pour différents modèles: avec des volumes complets de 128/256 / 512 Go, il n'y a pas de réserve, et pour 120/240 / 480 Go, il y a une zone de réserve inaccessible à l'utilisateur.


La relation entre l'amplification d'écriture et la zone de réserve est bien affichée dans un rapport de laboratoire de recherche IBM:

comme vous pouvez le voir, plus la zone de réserve est grande, plus le gain d'écriture est faible. En raison de la présence d'une telle relation entre eux, les fabricants recommandent de ne pas charger complètement le disque SSD, mais de laisser 10% à 20% d'espace libre. Pourquoi les SSD ont-ils généralement besoin d'une zone de sauvegarde?


Premièrement, le soi-disant garbage collection, que nous avons démonté dans la première image, est moins probable en raison du fait que le système d'exploitation ne peut pas accéder à la zone de rechange et remplir des blocs de mémoire libres - par conséquent, le contrôleur a accès à plus blocs de mémoire. Par conséquent, le SSD a toujours des blocs libres "en réserve", ce qui est important. De plus, si l'un des blocs de mémoire tombe en panne, le contrôleur est libéré de la zone de sauvegarde. De plus, la zone de réserve affecte le nivellement de l'usure: si les données sont écrites dans le même bloc, les ressources du lecteur seront épuisées en augmentant le nombre de cycles de réécriture des blocs. Le contrôleur répartit les données uniformément, égalisant ainsi l'usure.

Et la performance?


Il est très important pour les entreprises d'avoir des disques avec une grande quantité de zone de sauvegarde, car c'est là que se produisent le plus souvent des attaques avec des données aléatoires. Plus il y a de blocs de la zone de réserve à la disposition du contrôleur, plus il est probable que le contrôleur fonctionnera correctement et que les performances du SSD ne chuteront pas même sous une charge élevée. OCZ a d' excellentes solutions d'entreprise pour ces cas - Z-Drive 6000 NVMe, Toshiba Hawk 4R (THNSN8) et Hawk 4E (THNSN8). 2900 Mo / s en lecture et 1900 Mo / s en écriture, capacité jusqu'à 6,4 To.



Mais nous ne serons pas infondés, nous ferons mieux de montrer comment les performances des SSD dépendent du volume de la zone de sauvegarde à l'aide de tests. Pour ce faire, prenez l'un des disques avec un contrôleur qui n'est pas optimisé pour la zone de réserve accrue et augmentez progressivement la taille de la zone de réserve de 12% à 50%. Cette dernière option à la maison, bien sûr, est exclue, mais il est important de saisir le point.

Nous comparerons par l'indicateur IOPS - le nombre d'opérations d'entrée et de sortie - en d'autres termes, le nombre de blocs qui sont lus ou écrits sur le support. En conséquence, plus cette valeur est élevée, mieux c'est. IOPS est défini comme le quotient de la vitesse et de la taille du bloc pendant l'opération. Tout d'abord, prenez un SSD avec une zone de réserve standard (environ 7%). Voici les indicateurs dont il peut se vanter lors des tests:


Faisons maintenant une petite expérience: augmentez la zone de réserve à 12% et mesurez à nouveau les IOPS.


La différence est faible, mais toujours visible - IOPS a clairement augmenté. Eh bien, nous ne nous arrêterons pas ici, nous allons augmenter la zone de réserve à 25% - un quart du lecteur est désormais disponible uniquement pour le contrôleur.


Nous pensons que tout est clair sans mots. Cependant, donner autant à la zone de réserve est clairement impossible, car seuls les SSD 3/4 deviennent utiles. Et il est peu probable que quelqu'un répète cela à la maison, cependant, pour la pureté de l'expérience, nous le faisons toujours. Oui, nous allons augmenter la zone de réserve à 50%.


Des changements dans les performances sont perceptibles, mais certainement pas suffisants pour redonner la moitié du disque. Ce n'est tout simplement pas pratique, car l'augmentation des performances dans ce cas ne pourra pas compenser la perte de capacité du SSD. Une chose est sûre: la taille de la zone de sauvegarde affecte vraiment les performances du lecteur. Si vous décidez de répéter un tel test avec vos SSD, gardez à l'esprit que les résultats peuvent varier en fonction du contrôleur, du micrologiciel et, en fait, du fabricant et du modèle du lecteur lui-même.

En plus des performances, la zone de rechange réduit également l'usure des SSD et prolonge leur durée de vie. Il n'est pas nécessaire d'effectuer ici des tests: évidemment, si moins d'opérations de lecture / écriture sont effectuées, la quantité de données écrites est également réduite. Ainsi, plus la zone de réserve est grande, plus le disque durera longtemps pour vous (mais vous ne devriez pas en abuser, comme nous l'avons dit).

Comment changer la taille de la zone de sauvegarde du SSD?


En règle générale, les fabricants offrent cette possibilité dans leurs utilitaires propriétaires pour les disques SSD. Chez OCZ, cela est mis en œuvre de manière très simple et pratique à l'aide de l'utilitaire spécial Guru SSD - il surveille non seulement l'état du SSD, mais surveille également le SMART, inclut la commande TRIM, recherche automatiquement le nouveau micrologiciel - en général, un assistant indispensable pour les utilisateurs de nos disques. Nous vous avons déjà présenté l'utilitaire lui - même , nous ne prêterons donc attention qu'à l'onglet qui est nécessaire dans notre cas.

Accédez à l'onglet Tuner et accédez non seulement à l'activation de Trim, mais également à la configuration du provisionnement à la volée: faites simplement glisser le curseur et choisissez vous-même la taille de la zone de sauvegarde. Dans notre cas, par exemple, il est possible d'augmenter la zone de réserve à 134 Go - malgré le fait que le volume du disque lui-même soit de 480 Go. Il s'avère que près de 28%.

Si vous voulez le faire vous-même, cachez simplement une partie du lecteur du système d'exploitation - laissez de l'espace non alloué dessus.


Prenez soin de vos disques!


Bien sûr, même sans manipuler la zone de sauvegarde, le disque SSD vous durera longtemps: l'avantage de la plupart des mythes sur la fragilité du SSD a pu se dissiper. Dans la mesure du possible, les disques doivent être protégés, bien sûr, mais uniquement si cela ne limite pas vos besoins. Le moyen le plus simple est de laisser 10 à 20% du SSD disponible à votre disposition: c'est pour vous, pas pour le contrôleur.

Source: https://habr.com/ru/post/fr393131/


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