انواع هارد درایو
به مقایسه هاردهای SSD و HDD خوش آمدید، در این قسمت از مزایا و معایب هر دوی آنها صحبت خواهیم کرد و مقایسه ی جامعی را بین آنها انجام خواهیم داد. به جرات می توان گفت که قسمت استوریج در کامپیوترها، کندترین قسمت است. مقایسه سرعت آنها با سرعت پردازشگر، حافظه و ویدئو کارت می تواند این مساله را براحتی نشان دهد.
در ابتدا مختصری در رابطه با نحوه عملکرد هاردهای SSD و HDD توضیح می دهیم.
هارد درایو HDD
هاردهای سنتی HDD یا Hard Disk Drive شامل یک دیسک مدور با نام پلاتر هستند که دیتا بر روی آن ذخیره می گردد. این دیسک می چرخد تا به بازوی هارد این امکان را بدهد که دیتا را بخواند و بنویسد. هر چه که این پلاتر سریعتر می چرخد، هارد درایو نیز سریعتر کار می کند.
در قسمت انتهایی هارد درایو نیز یک اینترفیسی وجود دارد که وظیفه انتقال دیتا را برعهده دارد. هارد درایوهای قدیمی دارای اینترفیس IDE برای اتصال به مادربورد بودند، اما امروزه پورت های SATA با سرعت بسیار بیشتر جایگزین IDE شده اند.
هارد درایو SSD
هاردهای SSD یا Solid State Drive تکنولوژی جدیدی هستند که برخلاف هاردهای HDD حرکت چرخشی دیگر در آن وجود ندارد. بصورت جایگزین آنها از فلش مموری های NAND استفاده می کنند. هر چه تعداد این چیپ ها بیشتر باشد، ظرفیت هارد درایو نیز بالاتر خواهد بود.
انواع پورت
پورت های مختلفی برای هاردهای hdd و ssd به بازار عرضه شده اند که هر کدام سرعت های متفاوتی دارند. در اینجا رایج ترین این پورت ها را مورد بررسی قرار می دهیم:
SATAII
اینترفیس با پهنای باند ۳ گیگابیت در ثانیه است و سرعت انتقال دیتا یا throughput آن برابر است با ۳۰۰ مگابایت در ثانیه. حداکثر طول کابل آن نیز ۱ متر است.
SATAIII
اینترفیس با پهنای باند ۶ گیگابیت در ثانیه است و سرعت انتقال دیتا یا throughput آن برابر است با ۶۰۰ مگابایت در ثانیه. حداکثر طول کابل آن نیز ۱ متر است و سازگار با SATAII.
گاهی اوقات میزان bitrate را جایگزین ورژن واقعی می کنند، برای مثال بجای استفاده از SATA 3 می گویند SATA 6.
SAS-1
اینترفیس Serial Attached SCSI یا SAS جایگزین SCSI های قدیمی شده است و امروزه در بیشتر استوریج ها از این پورت استفاده می شود. نسخه یک آن در سال ۲۰۰۴ با پهنای باند ۳Gbps و سرعت ۳۰۰MB/s عرضه شد.
SAS-2
این ورژن در سال ۲۰۰۹ با پهنای باند ۶Gbps و سرعت ۶۰۰MB/s عرضه شد.
SAS-3
این ورژن در سال ۲۰۱۳ با پهنای باند ۱۲Gbps و سرعت ۱,۲۰۰MB/s عرضه شد.
SAS-4
این ورژن در سال ۲۰۱۷ با پهنای باند ۲۲.۵Gbps که ۲۴G نیز نامیده می شود، عرضه شده است.
SAS Wide Port
این نوع از پورت ها دارای ۴ لاین SAS هستند که میزان پهنای باند آنرا ۴ برابر می کند و عموما در اتصال بین قسمت DPE استوریج با Enclosure های دیگر استفاده می شوند.
فرا نکته : عموما در محاسبه سایز فایل از واحدهای کیلوبایت، مگابایت و یا گیگابایت استفاده می شود که میزان K در آنها برابر است با ۱۰۲۴. اما در محاسبه انتقال دیتا از واحدهای کیلوبیت، مگابیت و گیگابیت استفاده می شود که میزان k در آنها برابر است با ۱۰۰۰. اما باید بدانید که استفاده از واحدهای این دو بجای هم نیز امکان پذیر است همانطور که در بالا مشاهده می کنید که از واحد مگابایت برای سرعت استفاده شده است. اما چرا بسیاری از تبدیل ها با هم جور در نمی آیند؟ برای مثال در SATA3 که دارای پهنای باند ۶Gbps است می بایست ۷۵۰MB/s سرعت داشته باشم (۸ / ۱۰۰۰ * ۶) در صورتی که ۶۰۰MB/s اعلام شده است. دلیل این امر وجود overhead بدلیل استفاده از enconding است. البته همین مقادیری هم که اعلام می شود خیلی خوش بینانه است، برای مثال در آزمایش عملی میزان واقعی سرعت برای SATA3 برابر بوده است با ۵۱۵MB/ps
بررسی کارائی
زمانی که می خواهیم اقدام به بررسی میزان کارائی این دو با هم نماییم، پارامترهای مختلفی را می بایست مورد توجه قرار دهیم، که عبارتند از IOPS، latency و throughput
منظور از IOPS میزان عملیات خواندن و نوشتنی است که می توان در یک ثانیه انجام داد. با اینکه میزان IOPS را می توان برای sequential read IOPS یا sequential write IOPS یا random read IOPS و random write IOPS جداگانه محاسبه کرد و نرخ های متفاوتی را نیز ارائه می دهد، اما وقتی صحبت از IOPS می شود منظور همان Total IOPS است. میزان IOPS در SSD بدلیل حذف حرکت چرخشی در آن بیش از ۱۰۰۰ برابر بالاتر از HDD است. برای مثال میزان total iops برای یک hdd با چرخش ۷۲۰۰RPM در حدود ۹۰ است، همین میزان برای هاردهای ssd بیش از ۱۰۰،۰۰۰ است و حتی این میزان در مدل های سطح بالای آن، به بیش از ۱ میلیون می رسد. باید در نظر داشته باشید که میزان iops برای سایزهای مختلف datafile، متفاوت است برای مثال ویندوز سرور از بلاک های ۴k، دیتابیس sql از بلاک ۶۴k و هایپروایزر vSphere از بلاک ۱MB استفاده می کند و هر چه که سایز فایل کوچکتر باشد بدلیل سرعت بالای انتقال، میزان iops بالاتری نیز خواهد داشت. با اینکه IOPS معیار بسیار مهمی در کارائی یک هارد می باشد اما در دنیای واقعی به ندرت به iops بیش از ۱۰۰۰ نیاز است. به همین دلیل بسختی می توان از این پارامتر به عنوان یک متریک مهم در کارائی نام برد در حالی که پارامترهای بسیار مهمتری مانند latency و throughput در سرعت و همچنین پارامترهای طول عمر (lifespan) و ظرفیت وجود دارند.
عبارت latency به این معنی است که چه مقدار زمان طول می کشد که یک عملیات IO کامل گردد. این واحد به میزان زیادی وابسته به IOPS و سایز فایل هایی که بر روی آنها کار می کنید، دارد. در هاردهای hdd این پارامتر دارای دو قسمت است، یکی rotational latency است که مدت زمانی است که حرکت چرخشی انجام می شود تا بلاک مورد نظر پیدا شود، و دومی seek latency است که مدت زمانی است که برای جستجوی بین track ها صرف می گردد.
معیار throughput یکی از مهمترین پارامترهای سرعت در هارد است که عموما با واحد مگابایت در ثانیه نشان داده می شود و بدین معنی است که هارد در یک ثانیه چه میزان دیتا را می تواند Read/write نماید. در این مبحث خیلی مهم است که این میزان را با throughput اینترفیس هارد مقایسه نماییم. برای مثال فرض نمایید میزان throughput در هارد شما ۵۰۰MB/s باشد اما این میزان در اینترفیس ۳۰۰MB/s باشد که نشان می دهد شما نمی توانید از حداکثر توان هارد استفاده نمایید.
در بررسی طول عمر یا همان lifespan باید گفت که هاردهای HDD بدلیل داشتن حرکت مکانیکی بسیار آسیب پذیرتر از هاردهای SSD هستند بخصوص در زمانی که در حال کار کردن، به دلایل مختلف ضربه ای به آنها وارد گردد.
از لحاظ ظرفیت هاردهای ssd امروزه توانسته اند بر هاردهای hdd غلبه کنند. این رقابت برای افزایش ظرفیت بسیار شدید است. در سال ۲۰۱۸ شرکت NimBus توانست هارد ssd با ظرفیت ۱۰۰ ترابایت را در سایز ۳.۵ اینچ و با پورت SATA 6 به بازار عرضه کند، میزان iops آن ۱۰۰،۰۰۰ و throughput با میزان حداکثر ۵۰۰ مگابایت در ثانیه است. این در حالی است که میزان ظرفیت هاردهای hdd در حدود ۱۴ ترابایت است.
از لحاظ سایز، هاردهای hdd تقریبا همیشه در دو سایز ۲.۵ و ۳.۵ اینچ عرضه می شوند این در حالی است که هاردهای ssd در شکل ها و سایزهای متنوعی عرضه شده اند. رایج ترین سایز ssd همچنان همان ۲.۵ اینچ است اما انواع کوچکتر آن در فرم های M.2 و PCIe نیز بسیار رایج هستند. البته این مدل ها بسیار کوچکتر ولی با قیمت های بسیار بالاتر نسبت به SATA3 عرضه می شوند.
SFF و LFF چیست؟
بررسی قیمت
با اینکه قیمت هاردهای ssd سال به سال در حال پایین آمدن است اما همچنان اختلاف قیمت زیادی با هاردهای hdd دارند. تقریبا برای ظرفیت های یکسان، شما می بایست دو برابر قیمت hdd برای خرید ssd پرداخت نمایید و حتی در ظرفیت های بالاتر این میزان بیشتر از دو برابر نیز می گردد. پس از لحاظ میزان Capex باید گفت که هاردهای hdd به صرفه تر هستند. اما با توجه به نحوه عملکرد هاردهای ssd میزان مصرف برق آنها بشکل قابل توجهی کمتر می گردد و همچنین میزان طول عمر آنها نیز بسیار بالاتر از هاردهای hdd هستند. پس از دید Opex باید گفت که هاردهای ssd برتری دارند.
