Cosa ti dicono davvero i numeri di velocità di un SSD

Il numero messo in evidenza sulla scatola di un SSD è la lettura sequenziale: quanto velocemente il disco sposta un solo grande file quando molte richieste sono in corso allo stesso tempo. È la condizione che la tua macchina produce meno spesso. L'avvio, il lancio di un'applicazione e gran parte di ciò che davvero aspetti dipendono da una cifra del tutto diversa.

Questo non lo rende inutile. Ne fa un'affermazione stretta, su un solo tipo di lavoro.

Cosa misurano davvero velocità sequenziale e velocità casuale

Sequenziale e casuale non sono due velocità della stessa cosa. Si esprimono in unità diverse, perché ciò che le limita non è la stessa cosa.

Il throughput sequenziale si esprime in megabyte al secondo, e descrive un solo lungo trasferimento portato da un capo all'altro. I byte al secondo sono l'unità giusta perché il lavoro è un oggetto unico di dimensione nota, e il tempo che impiega è quella dimensione divisa per il ritmo.

Le prestazioni casuali si esprimono in IOPS — operazioni di ingresso/uscita al secondo — di solito per richieste da 4 KB. Sposta lo stesso totale a pezzi da 4 KB e smette di essere un oggetto e diventa milioni di essi. Le operazioni sono l'unità giusta perché i byte smettono di contare. Ogni richiesta porta un costo fisso: capire dove i dati si trovano fisicamente, emettere il comando, restituire la risposta. A 4 KB quel costo è gran parte del tempo speso, quindi il disco è limitato da quante richieste può smaltire, non dalla larghezza del suo percorso verso la flash.

C'è una terza cifra, e quasi nulla la indica. La latenza è il tempo che una richiesta impiega quando nient'altro è in attesa. Il throughput e gli IOPS descrivono un disco sotto carico; la latenza lo descrive quando sei l'unico a chiedere, che è gran parte della vita di un PC da scrivania.

Quale tipo di lavoro fa davvero la tua macchina

Le cifre delle schede tecniche sono ottenute sotto un carico che un PC da scrivania crea raramente: diversi processi che emettono richieste in continuo, tenendo piene le code del disco. L'uso ordinario di un PC da scrivania sta su poche richieste, spesso su una sola.

La profondità della coda è quante richieste sono state consegnate al disco e non ancora soddisfatte. È qui che le interfacce differiscono davvero, ma non nel modo in cui di solito la si presenta. SATA non tratta una richiesta alla volta: la gestione nativa dei comandi gli dà una coda unica capace di contenere fino a 32 comandi. Ciò che NVMe aggiunge sono molte code anziché una sola, ciascuna assai più profonda, con meno lavoro per l'host per comando. Questo vale moltissimo per un server. Vale molto meno per una sola sessione da scrivania.

Il motivo per cui un PC da scrivania non può riempire quelle code è che le sue piccole letture dipendono le une dalle altre. Aprire un'applicazione legge un file che indica il file successivo da leggere. L'avvio percorre una lunga catena di essi. Ogni passo deve concludersi prima che il successivo sia noto, quindi non possono essere emessi in parallelo per quante code siano disponibili, e il totale è una somma di latenze anziché una divisione per la larghezza di banda. È per questo che un disco che dichiara diverse volte la cifra di un altro disco non apre il tuo client di posta diverse volte più in fretta.

Perché il numero sulla scatola è la lettura sequenziale

I produttori stampano la lettura sequenziale perché è la cifra che si comporta meglio alla misura. È stabile da una prova all'altra, pressoché la stessa su un disco pieno e su uno vuoto, e limitata dall'interfaccia — quindi sale in modo pulito a ogni generazione e dà al disco di quest'anno qualcosa di visibilmente più grande da stampare rispetto a quello dell'anno scorso.

È anche l'affermazione meno costosa da sostenere. Le prestazioni casuali dipendono da come il disco viene usato, da quanto è pieno, e da cosa stava facendo un minuto prima. La lettura sequenziale su un disco nuovo è vicina a una proprietà dell'hardware.

Perché la velocità di scrittura cala a metà di una grande copia

La velocità di scrittura non è un solo numero. Quasi ogni disco accoglie i dati in arrivo in una zona di cache veloce e li ripiega nella sua forma permanente più lenta in seguito, quindi c'è un ritmo in cache e un ritmo nativo sotto, e la scatola dichiara il primo. Quella zona è la cache SLC, flash esercitata a un bit per cella. Come scegliere un SSD tratta di cosa fissa il ritmo sottostante, e SSD TLC, QLC e senza DRAM tratta di da dove viene la cache e perché scriverci costa al disco una seconda scrittura più tardi.

Ciò che conta qui è la forma della curva. Una copia parte al ritmo in cache, lo tiene finché la cache dura, poi cala — a volte di poco, a volte fino a una frazione di esso — e resta bassa per il resto del trasferimento. Due cose decidono se incontri quel calo: quanto stai scrivendo in una volta, e quanta cache ha il disco in quel momento.

È per questo che un benchmark che scrive solo un gigabyte o due ti dice poco. Su gran parte dei dischi quella quantità cade interamente nella cache, quindi il risultato è il ritmo in cache per quanto lento sia il disco sotto. Un test che andasse fino a esaurire la cache riporterebbe due ritmi e il punto in cui il primo diventa il secondo. Quasi nessuno lo fa, e nessuna scheda tecnica lo fa.

La cache ha anche bisogno di tempo libero per svuotarsi. Avvia una seconda grande copia poco dopo la prima e può partire più lenta, perché il disco sta ancora smaltendo la prima. Quale capacità di SSD scegliere tratta il versante dello spazio libero della questione, l'altra leva su quanta cache ottieni.

Come leggere una velocità dichiarata senza farsi ingannare

Tratta il valore dichiarato come un marcatore di fascia anziché come un voto. Ordina i dischi in categorie grossolane, e all'interno di una categoria dice ben poco. Il rapporto tra due cifre non sopravvive al contatto con il tuo uso: un disco dichiarato due volte più veloce non è due volte più veloce in nulla di ciò che fai al di fuori di una copia di grandi file.

Un valore dichiarato è un tetto in condizioni favorevoli, non un pavimento. È stato misurato su un disco vuoto, freddo, con le code tenute piene. Il tuo disco non è in nessuno di questi stati per gran parte della sua vita.

Leggi la cifra di scrittura accanto a quella di lettura anziché da sola. E quando due dischi sono separati da un multiplo anziché da un margine, di solito è la generazione di interfaccia a parlare, ed è una questione di compatibilità prima che di velocità. NVMe o SATA tratta di quale accetta la tua macchina.

Su cosa confrontiamo, e cosa non possiamo vedere

Confrontiamo gli SSD su tre cifre: capacità, lettura sequenziale e scrittura sequenziale. Più alto è meglio per ciascuna di esse, ed è tutto ciò che il nostro confronto sa della velocità.

Portiamo la lettura sequenziale sapendo che è la cifra più debole della scatola. La portiamo perché è l'unica cifra che praticamente ogni scheda tecnica indica, a ogni fascia di prezzo. Le cifre casuali e la latenza ti direbbero di più, ma sono indicate solo da alcuni produttori su alcuni dischi, e un confronto che funzionasse solo sui dischi generosamente documentati lascerebbe fuori la metà più economica del mercato. Questo non è un confronto. È una lista ristretta di dischi con buona documentazione.

È lo stesso compromesso in entrambi i versi: una cifra più debole che copre tutto batte una migliore che ne copre un terzo, purché diciamo quale abbiamo usato.

Gli IOPS in lettura casuale e in scrittura casuale sono campi che teniamo su un SSD, ma sono facoltativi, e la maggior parte delle offerte che raccogliamo non li indica mai. Nessuno dei due è qualcosa su cui confrontiamo i dischi, e non li filtriamo nemmeno. Quell'assenza è del mercato, non un giudizio secondo cui i numeri non contino.

Ogni SSD del nostro catalogo è su un'unica pagina.