Объём

Объем жесткого диска или SSD - это доступная форматированная емкость накопителя, выраженная в количестве байт, которые можно хранить (включая системную информацию). Неприятной особенностью указания емкости устройств хранения является тот факт, что производители используют не двоичные, а десятичные множители. Так, 1 гигабайт в двоичной системе содержит 1.07 млрд байт, но производители винчестеров и SSD считают, что 1 гигабайт равен 1 млрд. байт (на 7% меньше), причем часто округляют емкость в большую сторону.

Форм-фактор

При покупке твердотельных накопителей первое, что вам нужно знать, — это какой форм-фактор подходит для вашей системы.

M.2 пришел на смену mSATA и является наиболее актуальным на данный момент. Он обеспечивает еще большую компактность и имеет более высокий потенциал дальнейшего развития. Накопители в формате M.2 могут иметь интерфейс как SATA, так и PCIe (преимущество в производительности).

2.5" - твердотельные накопители, которые подходят для большинства портативных или настольных компьютеров. Они похожи по форме на традиционные жесткие диски (HDD) и подключаются через кабели SATA, поэтому их использование не будет отличаться от того, к чему многие уже привыкли.

mSATA, или mini-SATA, — это, по сути, уменьшенная версия полноразмерного твердотельного накопителя SATA. Он имеет компактный форм-фактор, как и M.2, но они не являются взаимозаменяемыми. Накопители M.2 могут поддерживать интерфейсы SATA и PCIe, тогда как mSATA поддерживают только SATA. Этот форм-фактор разработан для систем меньшего форм-фактора, пространство в которых ограничено.

DOM (Disk-On-Module) - это плата произвольного размера, устанавливаемая прямо в разъем SATA материнской платы. Она не только компактна, но и не требует совместимости. Впрочем, данное решение встречается редко.

U.2 - выглядят как 2,5-дюймовые накопители, но имеют немного большую толщину. Данные накопители используют другой разъем и отправляют данные через интерфейс PCIe. Технология твердотельных накопителей U.2 обычно предназначена для высокопроизводительных рабочих станций, серверов и корпоративных системы, в которых требуется больший объем хранилища. Он может работать при более высоких рабочих температурах и более эффективен для передачи тепла, чем форм-фактор M.2.

Интерфейс

Представляет собой физический разъем, передачей информации через который управляет контроллер SSD.

PCI Express - наиболее актуальный интерфейс. Накопители с данным интерфейсом могут иметь разное количество PCIe-линий (x4, x8, x16), которые несовместимы друг между другом. Количество PCIe-линий напрямую влияет на максимальную пропускную способность соединения.
Современный стандарт PCI Express 4.0 позволяет достичь 1.9 Гбайт/с по одной линии, и 31.5 Гбайт/с при использовании 16 линий.

SATA - позволяет сохранить полную совместимость со старыми системами. PCIe постепенно вытесняет устаревший SATA, ввиду ограничений спецификаций интерфейса - макс. скорость до 6 Гбит/с, но используется до сих пор ввиду своей дешевизны.

Тип микросхем Flash

3D NAND TLC/MLC - производители флеш-памяти разработали технологию 3D NAND, чтобы устранить проблемы, с которыми они столкнулись при уменьшении размера 2D NAND в попытке достичь более высокой плотности при меньших затратах. В памяти 2D NAND ячейки, в которых хранятся данные, размещаются горизонтально, рядом друг с другом. Это означает, что объем пространства, в котором могут быть размещены ячейки, ограничен, и попытка уменьшить размер ячеек снижает их надежность.

Поэтому производители NAND-памяти решили расположить ячейки в пространстве иначе, что привело к созданию памяти 3D NAND с вертикальным расположением ячеек. Более высокая плотность памяти позволяет увеличить емкость без значительного увеличения цены. Память 3D NAND также обеспечивает более высокую долговечность и меньшее энергопотребление.

3D QLC NAND - память предполагает хранение четырёх битов данных в одной ячейке, что означает большую плотность хранения данных, а соответственно и меньшую стоимость самих твердотельных накопителей, но и меньший ресурс записи.
Разница между QLC и TLC по скорости будет заметна при запуске тяжелых программ и при интенсивном обмене данными. Но обычный пользователь этого может не заметить, потому что в компьютерах того уровня, для которых рекомендуются QLC-накопители, программа дольше ожидает действий пользователя, чем работает с данными.

NAND SLC (Single-Level Cell) хранит только 1 бит информации на ячейку. В ячейке хранится либо 0, либо 1, и в результате запись и извлечение данных может выполняться быстрее. Однако из-за низкой плотности размещения данных SLC является самым дорогим типом NAND-памяти и поэтому обычно не используется в потребительской продукции. Ее типичные области применения — серверы и другое промышленное оборудование, требующее высокой скорости и долговечности.

NAND MLC (Multi-Level Cell) хранит несколько битов на ячейку, хотя термин MLC обычно относится к 2 битам на ячейку. MLC имеет более высокую плотность размещения данных по сравнению с SLC, поэтому позволяет создавать носители большей емкости. Память MLC отличается хорошим сочетанием цены, производительности и долговечности. Однако память MLC более чувствительна к ошибкам данных и имеет меньший ресурс по сравнению с SLC. Память MLC обычно используется в потребительской продукции, где долговечность не столь важна.

NAND TLC (Triple-Level Cell) хранит 3 бита на ячейку. За счет увеличения числа битов на ячейку снижается цена и увеличивается емкость. Однако это отрицательно сказывается на производительности и ресурсе (всего 3000 циклов P/E). Во многих потребительских изделиях используется память TLC как самый дешевый вариант.

Контроллер

Именно от контроллера во многом зависит производительность накопителя.

Размеры устройств M.2

Накопители в форм-факторе M.2 по своим размерам делятся на несколько видов, которые обозначаются сочетанием нескольких цифр. Например, запись "M.2 2280" означает, что накопитель имеет ширину 22 мм и длину 80 мм.

Ресурс записи

Из-за особенностей строения и функционирования полупроводниковой структуры любая флеш-память имеет ограниченный ресурс хранения информации. Однако нельзя говорить о прямой зависимости между ресурсом записи и сроком службы SSD.

TBW (Terabytes Written - суммарное число записываемых терабайтов) – заявленный производителем ресурс перезаписи информации. Важно понимать, что TBW для пользовательского SSD и для SSD корпоративного класса характеризуют накопители в разных условиях.

Кэш

Кэш в SSD накопителях нужен для ускорения доступа к данным.

DRAM-кэш в SSD - это отдельная микросхема, которая по функционалу напоминает оперативную память компьютера. Она ускоряет работу накопителя, используя некоторый объем памяти для временного хранения данных. Такой подход позволяет ускорить доступ к файлам и стабилизировать износ памяти.
Большинство бюджетных решений не имеют DRAM-кэша.

SLC-кэш реализуется выделением небольшого объема диска, куда данные пишутся с максимальной скоростью. SLC-кэширование имитирует метод записи в память SLC, т.е. записывает изначально в ячейки TLC и QLC по 1 биту данных.

Аппаратное шифрование

Аппаратное шифрование данных, хранящихся на жестком диске.

Скорость последовательного чтения

Скорость последовательного чтения - это максимальная заявленная производителем скорость получения данных, хранящихся на накопителе, когда эти данные расположены в расположенных друг за другом ячейках.

На практике максимальная скорость последовательного чтения сильно зависит от устройства, к которому будет подключен накопитель.

Скорость последовательной записи

Скорость последовательной записи - это максимальная заявленная производителем скорость записи данных на накопитель, когда эти данные помещаются в расположенные друг за другом ячейки.

На практике максимальная скорость последовательной записи сильно зависит от устройства, к которому будет подключен накопитель.

Средняя скорость случайного чтения

Случайное чтение - это получение данных из ячеек с произвольно взятыми номерами. Поскольку эти ячейки в общем случае расположены физически в разных частях устройства, скорость случайного чтения всегда намного ниже скорости последовательного чтения.

Несмотря на то, что Flash-память не требует применения движущихся частей, в силу ее архитектуры NAND случайное чтение выполняется медленнее, так как данные считываются сразу большими блоками, а не единичными байтами. Для достижения более высокой скорости применяются различные методики, как программные, так и аппаратные.

Средняя скорость случайной записи

Случайная запись - это помещение данных в ячейки с произвольно взятыми номерами. Поскольку эти ячейки в общем случае расположены физически в разных частях устройства, скорость случайной записи всегда намного ниже скорости последовательной записи.

Несмотря на то, что Flash-память не требует применения движущихся частей, в силу ее архитектуры NAND случайная запись всегда выполняется медленнее, чем последовательная. Для достижения более высокой скорости применяются различные методики, как программные, так и аппаратные.

Энергопотребление (чтение/запись)

Усредненное энергопотребление устройства при выполнении операций чтения и записи на носитель.

Энергопотребление (ожидание)

Усредненное энергопотребление в режиме ожидания, когда устройство простаивает.

Время наработки на отказ (МТBF)

Показатель средней наработки на отказ (Mean time before failure, среднее время до отказа) - статистический показатель надежности устройства. Он рассчитывается в ходе специальных тестов на ускоренный износ и показывает, через какое время работы в среднем должна возникать поломка устройства. Естественно, это не является гарантийным сроком работы - поломка может возникнуть намного раньше. Данный параметр позволяет лишь сравнить устройства по ресурсу, заложенному производителем.

Толщина

Толщина корпуса жесткого диска или SSD. Это важный параметр для владельцев устройств, в которых габариты отсека для накопителя уменьшены. Так, в некоторых ноутбуках возможно применение винчестеров с толщиной корпуса не более 7 мм.

Охлаждение

Наличие радиатора для охлаждения накопителя.