В этой публикации, друзья, затронем тему, нужна ли дефрагментация современным накопителям SSD. Тема эта - отголосок из прошлого, её как производную в принципе темы жёстких дисков HDD, как я полагал, мы давно закрыли. HDD – это свалка истории IT, настоящее и будущее, по крайней мере ближайшее – это SSD, твердотельные накопители. Эти устройства давно стали реальностью для массового пользователя и в плане цены, и в плане технической доступности. Эти устройства внутри собственного типа успели пройти уже несколько этапов эволюции. И все прекрасно знают, что SSD нельзя дефрагментировать, про это трубят из всех щелей в IT-пространстве. И какового же было моё удивление, когда относительно недавно на сайте задали вопрос – нужна ли дефрагментация SSD, ибо утверждение о необходимости проведения этой операции именно для дисков SSD значилось в описании работы некоторой программы для дефрагментации. Что же, давайте разбираться в этой теме.

↑ Нужна ли дефрагментация SSD

↑ Что такое дефрагментация жёсткого диска

Друзья, дефрагментация – это операция по оптимизации работы механических жёстких дисков HDD, устройств, где информация хранится на магнитных пластинах, а её запись и считывание осуществляется головками.

Головки постоянно перемещаются по разным участкам магнитных пластин, какую-то информацию записывают, какую-то считывают. Упрощённо - нечто схожее с работой патефона. Запись информации производится туда, где есть свободное место, но этого места не всегда достаточно для линейной (последовательной) записи одного файла или нескольких файлов, которые будут считываться в едином каком-то процессе. В таких случаях диску HDD приходится записывать часть данных на другой участок магнитной пластины. А для этого и в процессе записи, и в процессе считывания головка должна перемещаться. Перемещение головок с участка на участок приводит к задержке операций записи и чтения. Это, собственно, и есть причина низкой скорости HDD в условиях нелинейной (непоследовательной, рандомной) обработки данных. Дефрагментация – это операция, которая собирает в одном месте части одного файла или нескольких файлов, принадлежащих одному процессу. Т.е. размещает их на одном участке магнитной пластины. Чтобы головки при считывании этих данных не производили перемещений и считывали информацию линейно. А, соответственно, с большей скоростью. Для этого в процессе дефрагментации содержимое диска анализируется, и производится перезапись данных с целью их более эффективного размещения на пластинах. Помимо этого, из-за того, что дефрагментация убирает лишние перемещения головок HDD, эта операция ещё и в какой-то мере снижает их износ.

Но у дефрагментации есть нюансы:

• Эта операция возможна только тогда, когда она возможна. А возможна она не всегда;
• Проводимая основательно она может длиться очень долго, на один только раздел может уйти несколько часов. В процессе проведения дефрагментации диск HDD загружен максимально. И если у нас операционная система установлена на диске, который дефрагментируется, мы если и сможем пользоваться компьютером, то минимально и с жуткими тормозами;
• Её эффект может быть мало заметен, ибо работает только на считывание данных;
• Её эффект может быть мало заметен, если у нас хороший современный HDD с большим числом головок и большим кешем;
• Её эффект может быть мало заметен конкретно в работе операционной системы и программ, если у нас немалый объём оперативной памяти. Ибо здесь будет работать технология кеширования данных в оперативную память;
• Эффективность дефрагментации вместе со всеми взятыми методами оптимизации HDD, включая даже создание производительного RAID-массива, будет ничтожно мала в сравнении с работой SSD. В сравнении даже с самым дешёвым SSD - с SATA-интерфейсом, с плохим контроллером и медленной флеш-памятью.

Так что, друзья, дефрагментация – это неоднозначная операция даже для дисков HDD. А чтобы понять, как она влияет на SSD, давайте разберёмся с его обустройством.

↑ Принцип устройства SSD

Твердотельный накопитель SSD – это устройство хранения информации с принципиально иным механизмом, с эволюционно иным механизмом. У него нет никаких магнитных пластин и головок, это не механическое, а электронное устройство. SSD хранит данные в электронном виде в микросхемах флеш-памяти.

Запись данных в эти микросхемы и считывание из них данных происходит значительно быстрее, чем запись в магнитные пластины и считывание с них. Как и HDD, SSD также зависим от фактора линейности или рандомности записи данных. Линейно данные SSD записывает и считывает с огромнейшей скоростью, порой даже избыточной, если говорить о современных SSD с интерфейсом PCI-E 3.0 и 4.0. Рандомная скорость записи и считывания файлов у SSD ниже, но она в десятки раз превышает рандомную скорость HDD, это во-первых. Во-вторых, при рандомной обработке мелких данных SSD-накопители могут крыть своим преимуществом в виде многопоточности выполнения операций. SSD имеют многоканальный контроллер, благодаря чему могут формировать множественные очереди команд, которые контроллер будет обрабатывать в параллельном режиме. Вот почему SSD редко когда бывает загружен на 100%, тогда как для диска HDD – это обычное явление, когда идёт активная запись данных в процессах типа установки обновлений Windows.

Взгляните, друзья, на тесты скорости HDD и SSD двух разных типов – с интерфейсом SATA и PCI-E 4.0. В последовательной скорости чтения и записи данных (первый тест SegQ1M Q8T1):

• SSD SATA быстрее HDD и в записи, и в чтении в 3.5 раз;
• SSD PCI-E 4.0 быстрее HDD в записи в 18 раз, а в чтении – в 43 раза.

В рандомной однопоточной обработке данных (четвёртый тест Rnd4K Q1T1):

• SSD SATA быстрее HDD в записи в 43 раза, в чтении – в 49 раз;
• SSD PCI-E 4.0 быстрее HDD в записи в 78 раз, в чтении – в 88 раз.

И обратим особое внимание на тест многопоточной (32 потока) рандомной обработки мелких данных, который обведён красным маркером на скриншоте ниже (Rnd4K Q32T1). В этом тесте:

• SSD SATA быстрее HDD в чтении в 80 раз, в записи – в 86 раз;
• SSD PCI-E 4.0 быстрее HDD в чтении в 182 раза, в записи – аж в 216 раз.

Результаты этого теста у HDD не имеют существенных отличий от рандомного однопоточного теста (Rnd4K Q1T1). Ни в одном, ни в другом тесте HDD не может выйти за предел скорости 3 Мб/с. А вот у обоих типов SSD при многопоточном тесте (Rnd4K Q32T1) наблюдается увеличение скоростей от 2 до 6 раз.

↑ Нужно ли дефрагментировать SSD

Если дефрагментировать SSD, то технически мы получим бо́льшую скорость чтения данных, но мы вряд ли сможем ощутить эту скорость. Скорость многопоточного рандомного чтения и так высока, она больше линейной скорости чтения HDD. Ощутить в принципе разность скоростей при использовании SSD можно только на контрасте очень плохого SSD SATA и хорошего SSD PCI-E 3.0 или 4.0. Но при дефрагментации SSD мы получаем лишний объём перезаписи данных, а в этих устройствах информации ресурс перезаписи ограничен. Ячейки флеш-памяти SSD подвержены износу по итогу определённого цикла перезаписи данных. Многие производители SSD указывают для своих устройств максимальный объём перезаписи данных в Тб в качестве гарантированного ресурса накопителя. Этого ресурса при обычном домашнем использовании компьютера может хватить на долгие годы, но его не стоит гробить абсолютно ненужными операциями. Друзья, дефрагментация для SSD не только не нужна, она даже вредна.

О том, что дефрагментация не нужна SSD, прекрасно знает операционная система Windows. Она различает типы устройств информации, и к каждому типу применяет свои методы оптимизации. В штатной утилите оптимизации дисков такой критерий состояния диска, как процент фрагментации, указывается только для HDD. И системная операция дефрагментации в рамках фонового комплексного обслуживания Windows проводится исключительно для дисков HDD. Для SSD эта операция не проводится.

Дефрагментация – это скорее редкая точечная операция для исключительных случаев сильной фрагментации HDD. Конечно, разработчикам программ для дефрагментации, продвигающим свои продукты, нет резона говорить правду - что то, что они предлагают, в большинстве случаев будет как мёртвому припарка. Но вбивать в головы неофитов идею о том, что SSD нужна дефрагментация – это уже чересчур. А вот серьёзные разработчики программного обеспечения для дефрагментации дисков – типа компании Piriform, создателя известной программы CCleaner, наоборот, продвигают в массы истину. В программе Defraggler, если мы запустим дефрагментацию SSD, нам будет выдано предупреждение, что дефрагментация может уменьшить срок службы SSD.

Так что, друзья, давайте оставим дефрагментацию в прошлом, где, собственно, остались и сами HDD. Если у вас есть HDD, у него должна быть одна судьба – спокойно дожить свою жизнь в качестве хранилища данных типа медиа или бэкапов. Вся же серьёзная работа должна проводиться на SSD, который не нужно терзать никакими оптимизациями.