Mengapa Solid-State Drive Melambat Saat Anda Mengisi Mereka

Tolok ukurnya jelas: Solid-state drive melambat saat Anda mengisinya. Isi solid-state drive Anda hingga mendekati kapasitas dan kinerja penulisan akan berkurang secara dramatis. Alasan mengapa terletak pada cara penyimpanan SSD dan NAND Flash.

Mengisi drive hingga kapasitas adalah salah satu hal yang tidak boleh Anda lakukan dengan solid-state drive. Solid-state drive yang hampir penuh akan memiliki operasi penulisan yang lebih lambat, memperlambat komputer Anda.

Blok Kosong dan Blok Sebagian Terisi

Ketika Anda menulis file ke solid-state drive Anda, itu mencari blok kosong dan mengisinya. Menulis ke blok kosong adalah operasi penulisan tercepat. Itu sebabnya sistem operasi baru (Windows 7 dan yang lebih baru) mendukung fitur TRIM, yang secara otomatis menghapus data file dari solid-state drive segera setelah Anda menghapus file di sistem operasi Anda. Ini bekerja secara berbeda dari hard drive magnetik, di mana bit file yang dihapus duduk di hard drive.

Mereka tidak duduk di solid-state drive - TRIM memastikan bahwa blok dikosongkan sehingga SSD dapat dengan cepat menulis data baru ke blok kosong di masa depan. Menulis di sektor yang sudah ditulis sama cepatnya dengan menulis ke sektor kosong di hard drive mechnical, tetapi solid-state drive harus menghapus blok sebelum menulis ke sana.

NAND Flash memory menulis data dalam 4 halaman KB di dalam 256 blok KB. Untuk menambahkan halaman tambahan ke blok yang terisi sebagian, solid-state drive harus menghapus seluruh blok sebelum menulis data kembali.

Saat solid-state drive Anda terisi, semakin sedikit blok kosong yang tersedia. Di tempat mereka sebagian blok diisi. Solid-state drive tidak bisa hanya menulis data baru ke blok-blok yang terisi sebagian ini - yang akan menghapus data yang ada. Alih-alih operasi penulisan sederhana, solid-state drive harus membaca nilai blok ke dalam cache, memodifikasi nilai dengan data baru, dan kemudian menulisnya kembali. Ingatlah bahwa menulis file kemungkinan akan melibatkan penulisan ke banyak blok, sehingga ini dapat menyebabkan sejumlah besar penundaan tambahan.

TRIM Tidak Mengkonsolidasikan Blok yang Diisi Sebagian

Jika Anda mengisi drive dengan kapasitas mendekati kapasitas, kemungkinan Anda akan berakhir dengan banyak blok yang sebagian terisi setelah Anda menghapus file. Perintah TRIM hanya mengarahkan solid-state drive untuk menghapus data file ketika file tersebut dihapus. Itu tidak memaksa drive untuk melakukan operasi pembersihan apa pun.

Dengan kata lain, isi solid-state drive ke kapasitas sebelum menghapus file dan Anda mungkin akan berakhir dengan banyak blok yang sebagian terisi. Drive tidak akan keluar dari jalan untuk mengkonsolidasikan blok-blok yang terisi sebagian ini menjadi blok penuh, membebaskan blok kosong. Drive masih akan penuh dengan blok yang terisi sebagian dan kinerja penulisan akan menurun.

Pengambilan yang berlebihan dan Pengumpulan Sampah

Untuk mencegah konsumen mengisi solid-state drive mereka dan berakhir dengan kinerja yang sangat terdegradasi, produsen SSD berusaha keras untuk mengatasi hal ini..

Solid-state drive tingkat konsumen sering menyisihkan sekitar 7% dari total penyimpanan flash dan membuatnya tidak tersedia bagi pengguna. Ini dikenal sebagai "overprovisioning" - perangkat keras penyimpanan tambahan ditambahkan ke drive tetapi tidak terlihat oleh komputer karena penyimpanan yang tersedia dapat digunakan. Area cadangan memastikan bahwa drive tidak pernah bisa sepenuhnya penuh - akan selalu ada kapasitas cadangan untuk membantu menjaga kinerja penulisan tetap stabil.

Setiap pengontrol solid-state drive memiliki algoritma pengumpulan sampah untuk mencoba mengatasi masalah ini. Ketika drive menjadi penuh, ia akan mencari blok yang sebagian terisi dan mulai mengkonsolidasikannya, membebaskan sebanyak mungkin blok kosong. Solid-state drive yang berbeda menjalankan operasi ini pada waktu dan ambang yang berbeda - itu tergantung pada pengontrol drive.

Bukti Benchmark

Anandtech melakukan berbagai tolok ukur dengan drive yang berbeda untuk menggoda hubungan antara area cadangan solid-state drive dan konsistensi kinerja operasi penulisan. Ketika mengisi drive kosong, mereka menemukan kinerja penulisan tinggi sangat awal dalam proses dan penurunan yang signifikan karena operasi penulisan terus mengisi drive.

Menyisihkan lebih banyak area cadangan pada drive membantu kinerja tetap konsisten, karena memastikan drive harus selalu memiliki blok kosong yang cukup.

Mereka menemukan bahwa "kinerja minimum meningkat secara substansial setelah Anda menekan 25% area cadangan untuk drive [konsumen] ini." Rekomendasi terakhir mereka adalah bahwa Anda harus "berencana menggunakan hanya sekitar 75% dari kapasitas [drive Anda] jika Anda ingin keseimbangan yang baik antara konsistensi kinerja dan kapasitas. "

Jika Anda memiliki solid-state drive, Anda harus menghindari penggunaan lebih dari 75% dari kapasitasnya. Beli drive yang lebih besar dengan penyimpanan lebih dari yang Anda butuhkan dan Anda akan memastikan bahwa Anda selalu memiliki kinerja penulisan yang konsisten. Untungnya, SSD secara bertahap menjadi jauh lebih murah, jadi ini tidak semahal dulu.

Kredit Gambar: Penyortir Musik di Wikimedia Commons, Simon Wüllhorst di Flickr