Perché il mio SSD sembra usurarsi prematuramente?
Dall’avvento delle unità di archiviazione flash NAND, l’usura del flash è stata un problema che ha attirato un’attenzione significativa. Per risolvere questo problema, la maggior parte delle case produttrici di SSD ha incluso attributi SMART (tecnologia di automonitoraggio, analisi e reporting) per monitorare la quantità di utilizzo che l’SSD ha sperimentato, rispetto alla durata a vita prevista dell’unità. Di solito, ciò viene registrato come un attributo descritto come “percentuale di a vita rimanente” o talvolta come “percentuale di a vita utilizzata”. Durante il monitoraggio di questo attributo, si consiglia all’utente di iniziare a pensare di sostituire un SSD quando il contatore inizia a raggiungere lo 0% di vita a vita rimanente. Ma cosa significa questo contatore durante il resto della vita utile dell’SSD? Cosa significa avere il 90% di a vita rimanente, o il 50%?
Quali sono le cause dell’usura da flash?
Per capire perché abbiamo anche un indicatore di usura, è importante sapere cosa causa l’usura dell’SSD. Al livello più basilare, l’usura è causata dalla scrittura dei dati, come nel salvataggio dei file. Ogni volta che una cella NAND viene scritta, causa una piccola quantità di usura. Alla fine, dopo molte, molte scritture, la capacità della cella NAND di conservare i dati per periodi di tempo significativi si riduce (al termine della vita pianificata di un SSD, i dati utente possono ancora essere conservati per circa un anno in uno stato privo di alimentazione).
È abbastanza semplice da capire, ma non è qui che finisce la storia. L’usura e le prestazioni dell’SSD dipendono sia dalla natura del carico di lavoro presentato come attività IO dal computer host, dalla quantità di dati “statici” archiviati sul computer (o dalla quantità di spazio libero) sia dalla durata di archiviazione dei dati. Man mano che queste variabili cambiano, le prestazioni cambieranno e il ritmo di usura cambierà.
Ci sono motivi fisici per farlo. L’archiviazione flash NAND è organizzata in ciò che i tecnici SSD chiamano pagine e blocchi. Nella maggior parte delle configurazioni, un blocco di flash NAND può contenere centinaia di pagine e una pagina contiene 16kB di dati. Quando un blocco NAND contiene dati, i nuovi dati non possono essere semplicemente scritti sui dati presenti. Il blocco deve prima passare attraverso una fase di cancellazione prima di essere pronto a ricevere nuovi dati. Tuttavia, sebbene il flash NAND possa essere scritto in una pagina alla volta, può essere cancellato solo da un blocco alla volta. Tutte queste complicazioni fanno sì che il firmware dell’SSD gestisca costantemente le posizioni fisiche dei dati archiviati e riorganizzi i dati per un uso più efficiente di pagine e blocchi. Questo movimento aggiuntivo di dati archiviati significa che la quantità di dati fisicamente scritti sul flash NAND è un multiplo della quantità di dati passati all’SSD dal computer host.
Fattore di amplificazione della scrittura (WAF)
I tecnici descrivono il rapporto tra la quantità di dati scritti sul flash NAND e la quantità di dati scritti dal computer host all’SSD utilizzando il termine Fattore di amplificazione della scrittura (WAF). Un sistema di archiviazione ideale e idealizzato avrebbe un WAF esattamente di 1,0. Negli SSD reali utilizzati per sistemi operativi desktop come Windows e MacOS, un WAF tipico sarà nella gamma da 2 a 4. Ciò significa che l’SSD sta scrivendo da due a quattro volte più dati di quanto ci si aspetterebbe se i dati fossero scritti solo dal computer host.
Sembra male, ma gli ingegneri SSD tengono conto di questo carico di lavoro di scrittura aggiuntivo quando progettano gli SSD e il firmware dell’SSD. Il WAF in questa gamma consentirà all’utente di avere un buon tempo di servizio lungo per l’SSD.
Quali sono le cause di un WAF più alto?
Nonostante i migliori design degli SSD, a volte il WAF può essere più alto del previsto o tipico. Anche in questo caso, dipende molto dal carico di lavoro. Per la maggior parte degli utenti desktop, il loro carico di lavoro cambierà significativamente nel tempo. A volte, il carico di lavoro è pesante, a volte è piuttosto leggero. Ecco alcune condizioni che possono causare un WAF maggiore:
- Quando un’unità è piena o quasi piena, le operazioni in background lavorano molto di più per assicurarsi che ci sia sempre spazio libero in modo che sia pronta a ricevere nuovi dati. Se l’eccessiva usura crea problemi perché il carico di lavoro quotidiano rimane elevato anche quando l'unità è piena, può essere utile lasciare spazio inutilizzato, se possibile. Inoltre, un SSD più grande subirà proporzionalmente meno usura sotto lo stesso carico di lavoro. Ununità da 1000GB durerà il doppio rispetto a ununità da 500GB, dato lo stesso carico di lavoro e le stesse condizioni operative.
- I trasferimenti di file di piccole dimensioni possono causare un WAF maggiore. L’elevata frequenza di copia, eliminazione e manipolazione di un gran numero di file di piccole dimensioni, come file di immagini o documenti di testo, può causare un aumento del WAF. Questo perché ogni file è solo una piccola parte di un blocco NAND, quindi queste piccole strutture di dati hanno maggiori probabilità di essere aggregate e spostate dal firmware dell’SSD. I file più grandi, come i file video, devono essere spostati meno spesso perché possono riempire interi blocchi.
Anche se gran parte dei controlli WAF è sepolta all’interno dei sistemi operativi e dei file system, ci sono alcuni elementi che possono cambiare in base all’input dell’utente.
- Gli SSD come i carichi di lavoro sequenziali di grandi dimensioni sono migliori dei carichi di lavoro casuali di piccole dimensioni. Nella vita reale, ciò significa che preferiscono file di grandi dimensioni rispetto a molti file di piccole dimensioni che vengono eliminati o modificati frequentemente.
- Lasciare spazio inutilizzato può aiutare significativamente l’SSD a gestire i dati archiviati in modo efficiente. Se un SSD è regolarmente pieno al 90% o oltre, sarebbe una buona idea eliminare alcuni file inutilizzati o magari prendere in considerazione l’utilizzo di un SSD più grande.
- Normalmente, non è consigliabile utilizzare SSD di tipo consumer in array RAID di grandi dimensioni, ma se si desidera un’implementazione hardware-RAID, si preferisce un trasferimento di grandi dimensioni. L’implementazione esatta è a discrezione dell’utente, ma una buona regola è quella di utilizzare una dimensione di trasferimento di 128kB volte il numero di unità fisiche nell’array. Tali calcoli non sono solitamente necessari su piccole distribuzioni RAID basate su software all’interno di un PC.
Garantire che TRIM funzioni in modo efficiente
Windows® 10 è progettato per far funzionare gli SSD in modo efficiente, ma l’utente finale può aiutare questo processo. TRIM è una funzionalità importante che consente alle operazioni in background dell’SSD di funzionare in modo efficiente e può ridurre al minimo il WAF di cui sopra. Windows eseguirà TRIM periodicamente, ma in alcune distribuzioni potrebbe non funzionare molto frequentemente. L’utente può attivare TRIM per l’esecuzione frequente eseguendo la funzione Ottimizza unità in Windows, come segue:
Innanzitutto, con una finestra aperta per Il mio PC, fai clic con il pulsante destro del mouse sull’unità SSD e seleziona Proprietà, come mostrato di seguito:
Con la finestra Proprietà aperta, selezionare la scheda Strumenti, quindi fare clic su Ottimizza:
Il menu Ottimizza è mostrato di seguito. In qualsiasi momento, l'utente può fare clic su Ottimizza per eseguire la funzionalità TRIM. Inoltre, in questo menu è disponibile un’opzione per attivare l’ottimizzazione pianificata, che eseguirà TRIM secondo una pianificazione determinata dall’utente.
Infine, nella finestra di pianificazione, l’utente può selezionare la casella di controllo da eseguire secondo una pianificazione, quindi fare clic su Scegli per selezionare l’SSD (o gli SSD) di destinazione.
Questo dovrebbe aiutare a mantenere costanti le prestazioni dell’SSD e a ridurre al minimo l’usura della memoria flash NAND.
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