SSD Ömrü ve Dayanıklılık Özellikleri

SSD Sürücülerin Ortak Özelliklerini Anlama

Katı hal sürücüler – SSD’ler giderek daha yaygın hale geldikçe, tüm SSD’lerin aynı olmadığını anlamak kullanıcılar için daha da önemli hale gelmiştir.

Hangi SSD’yi satın alacağınıza karar vermenize yardımcı olması için en bilinen SSD özelliklerden bazılarını açıklamaya çalışacağız.

Zamanla Ortaya Çıkan Farklı SSD Durumları

Flash belleğin benzersiz yapısı nedeniyle, SSD performansı zamanla değişiklik gösterir. Bir SSD sürücü, kullanım ömrü boyunca aşağıdaki çeşitli durum değişiklikleri yaşar. Her farklı durumda performans değişimleri gerçekleşir.

Yeni Kutudan Çıkmış – Kullanıma Hazır (Fresh-Out-of-Box- FOB) Durumu

Bu durum sürücünün üreticiden ilk alındığında henüz kullanılmamış olduğu halini ifade eder. Üretimde test amaçlı çok az program/silme (P/E) döngüsü işlemi uygulanmıştır ya da hiç uygulanmamıştır. Sürücü tamamen boştur. Veri yazma işlemi sırasında daha önce veri yazılmış blokları silmesine gerek kalmadan yazma işlemlerini gerçekleştirebilir. Bu durumdaki sürücü yazma işlemini en hızlı şekilde gerçekleştirir. Performansın en yüksek seviyede olduğu durumdadır.

Kararlı-Dengeli Durum (Steady State)

Bu durumda, SSD birkaç program/silme döngüsünden geçmiştir ve performans zamanla daha düşük, daha kararlı bir aralığa yerleşir. Bir SSD’nin P/E döngülerini doğru bir şekilde değerlendirmek için ön koşullandırma adı verilen bir teknik kullanılır. Bu, sürücünün sabit durumunu simüle etmek için sabit bir düzende bir dizi yazma gerçekleştirmeyi içerir.

Bu durum bir kaç program/silme (P/E) döngüsünden geçmiş ve zamanla daha düşük ve daha kararlı bir aralıkta performansa sahip olan SSD sürücü halini ifade eder. SSD’nin program/silme (P/E) döngülerini doğru bir şekilde değerlendirmek için ön koşullandırma (pre-conditioning) olarak adlandırılan bir teknik kullanılır. Sürücünün Dengeli Durum halini simule etmek için belirlenmiş bir düzende bir dizi yazma işleminin yapılmasını içerir.

Dayanım ve Güvenilirlik  Özellikleri

Flash dayanım özellikleri, bir SSD’nin ömrünü “tahmin etmeye” yardımcı olabilir. Dayanım tipik olarak aşağıdaki şekillerde ölçülür:

• TBW ya da terabytes written; Toplam Yazılabilir Bayt SSD sürücünün kullanım ömrü boyunca yazılabilecek veri miktarını belirtir.
  TBW şu şekilde hesaplanır:
  DWPD x Yıl Olarak Garanti Süresi x 365 x Gigabayt olarak Kapasite / 1024 = TBW

Örneğin DWPD değeri 1,3 kapasitesi 1TB ve garanti süresi 3 yıl olan bir 2,5 inç SATA SSD sürücü için TBW değeri :

1,3 x 3 x 365 x 1024 / 1024 = 1423,5 yani yaklaşık 1450TB’ dir.

• DWPD ya da drive writes per day; Günlük Yazılabilir Veri Miktarı, SSD sürücünün garanti süresi boyunca, her gün sürücünün tamamına kaç kez veri yazılabileceğini belirtir.
  DWPD şu şekilde hesaplanır :
  (TBW x 1024) / ( Yıl Olarak Garanti Süresi x 365 x Gigabayt olarak Kapasite) = DWPD

Yukarıdaki örneği uyarlayarak;  TBW değeri 1450TB, kapasitesi 1TB ve garanti süresi 3 yıl olan bir 2,5 inç SATA SSD sürücü için DWPD değeri :

(1450 x 1024) / (1024 x 3 x 365) =1,3

Bunun anlamı, garanti süresi boyunca 1TB kapasiteli sürücüye her gün kapasitesinin 1,3 katı yani 1,3TB veri yazılabilir.

• Program/Erase Cycle; Program/Silme (P/E) Döngüsü NAND depolama biriminde gerçekleşen P/E döngüsü ile SSD sürücünün ömrünü etkiler. Blok üzerinde gerçekleşen her bir yazma ve silme işlemi bir döngü demektir. Döngü sayısının önemli olmasının sebebi; blok üzerinde sınırlı sayıda yazma işlemi yapılabilmesidir. Bu değer aşıldığında blok üzerine veri yazılamaz.

SSD üreticileri sürücü ömrünü uzatmak için çeşitli mekanizmalar geliştirmişlerdir. Örneğin Advanced Wear Leveling, blokların her birinin eşit şekilde yazma silme işlemi yapılmasını sağlayarak yoğun kullanılan blokların kısa sürede kullanılmaz hale gelmesini önler. Aşınma Eşitleme olarak çevrilebilecek Wear leveling işlevi ile SSD depolama cihazının kullanım ömrünün uzaması sağlanır.

• MTBF ya da mean time between failures, Arızalar Arası Ortalama Süre; depolama cihazının arıza vermeden çalışabileceği ortalama süre olarak hesaplanmıştır. Saat olarak ifade edilir ve değer ne kadar yüksek ise depolama cihazının o kadar güvenli olduğunu gösterir. MTBF değeri 1.500.000 olan bir SSD sürücünün günde 24 saat çalıştığında 170 yıl boyunca hatasız şekilde çalışabileceği söylenebilir.
• Data Retention – Veri Saklama; depolama cihazının veriyi bozulmadan saklayabileceği süreyi ifade eder. Örneğin eğer sürücü özelliklerinde  “%15 P/E,  55 °C’de 5 Yıl” şeklinde bir ifade mevcut ise; bu sürücünün %15 Program/Silme P/E Döngüsü sonrasında kapatılıp 55 °C sıcaklığında bir ortamda depolanması halinde içerisindeki veriyi bozulmadan 5 yıl boyunca saklayabileceği garanti edilmektedir.

Isıl Özellikler

Çalışma sıcaklığı bir sürücünün, iş yükü, işlevler, uygulamalar ve çevresel şartlara bağlı olarak etkin bir şekilde çalışabileceği sıcaklık değerini ifade eder. SSD sürücüler genel olarak aşağıdaki gibi üç sıcaklık seviyesine göre sınıflandırılırlar.

Performans Özellikleri

Depolama performansı; SSD sürücünün veriye erişirken, işlerken ya da kaydederken işlevlerinin ne kadar iyi çalıştığını belirtir.

Okuma – Yazma Hızları; bir dosyayı açmanın yani veriyi okumanın ya da dosyayı kaydetmenin yani veriyi yazmanın belirli bir süre içerisinde ne kadar sürdüğünü ölçer. Genelikle saniyede gerçekleşen iki farklı hız türü ölçümler için kullanılmaktadır.

• Sequential read/write Ardışık/Sıralı okuma-yazma hızı; SSD sürücünün büyük boyutlu veri parçalarının sürücüdeki belli bir alana hangi hızda yazıp okuduğunu ölçer. SSD sürücüler büyük boyutlu tekil dosyaları rastgele çok küçük boyutlu dosyalara göre daha hızlı okuyup yazabilirler.
• Random read/write Rastgele okuma-yazma hızı; SSD sürücünün küçük boyutlu verileri (genelde 4KB) sürücünün rastgele alanlarına hangi hızda yazıp okuduğunu ölçer. Bu değer gerçek kullanım senaryosuna daha uygun bir ölçüm şekli olarak kabul edilir. 4KB rastgele okuma-yazma değerleri IOPS (Input/Output Operations Per Second) yani saniyedeki girdi çıktı işlemleri olarak gösterilir.

SNIA (Storage Networking Industry Association) tarafından belirlenmiş, her biri performansın farklı bir boyutunu ölçen üç temel ölçüm türü mevcuttur.

Ürün özelliklerinde en yaygın kullanılan üç ölçüm tipi.

Bu Ölçümler ne işe yarar?

İnsanlar beklemekten hiç hoşlanmaz. Özellikle hemen her şeye bir anda ulaşılabildiği günümüzde, kullanıcılarına hızlı yanıt süreleri sağlayamayan işletmeler; memnuniyetsiz kullanıcı ve müşteriler ile karşı karşıya kalacaktır. Pek çok veri depolama altyapısında, yüksek IOPS değerlerine büyük önem verilerek depolama performansının artırılması daima birinci önceliktir.

IOPS, aktarım hızı ya da bant genişliği; depolama cihazının veri okuyabildiği ya da yazabildiği hızı farklı şekillerde gösteren değerlerdir. Her ikisi de ne tür verilerin işlendiğine bağlı olarak önemlidir. Videolar gibi büyük boyutlu dosyalar ile çalışırken yüksek aktarım hızı olan depolama birimleri, yüksek çözünürlüklü içerikleri işlerken bekleme sürelerinin kısalmasını sağlar. Öte yandan, çok sayıda rastgele küçük aktarım gerektiren veri tabanı gibi kurumsal uygulamalar ile çalışılıyorsa IOPS değeri yüksek olan depolama birimleri en iyi performansı sunacaklardır.

Gecikme, IOPS ve aktarım hızı bilgilerini daha anlaşılır hale getirir. Gecikme değeri, depolama biriminden bir istek yapılması ile bu isteğin gerçekleştirilmeye başlanması arasında geçen süredir. Düşük gecikme süresi olan yani hızlı tepki vermek üzere optimize edilmiş depolama cihazları daha kısa bekleme süreleri sundukları için kullanıcıya daha belirgin hız hissi verir. I/O yani girdi/çıktı işlemlerinin yoğun olduğu iş yüklerinde, eğer gecikme yüksekse, kısa bile olsa çok sayıda gerçekleşecek olan bekleme süreleri kullanıcı deneyimini olumsuz şekilde etkiler.

Farklı SSD sürücüleri karşılaştırırken önemli olan değerleri en yüksek olan tercih etmek değildir. Kullanım amacına en uygun, potansiyel iş yükleri için en doğru çözümü tercih ederek en doğru yatırım olacak ürünü seçmektir.

Son Söz

Kingston, Samsung, Transcend gibi üreticiler kurumsal ve endüstriyel uygulamaların zorlu ve çok çeşitli gereksinimlerini karşılamak için gerekli özelliklere sahip; farklı kapasitelere ve biçim faktörlerine sahip SSD depolama çözümleri sunmaktadırlar. Farklı iş yükleri, kullanım senaryoları ve çalışma ortamlarında bu çözümlerin olağanüstü performans, yüksek dayanım ve uzun yıllar güvenilir performans sağlaması garanti edilir. İhtiyacınıza en uygun çözümler hakkında bilgi almak için iletişim formumuzu kullanabilir ya da canlı destek ekibimiz ile iletişime geçebilirsiniz.