Úložiště SSD a HDD: jak se liší a jak dlouho vydrží

SSD a HDD se liší tím, jak data fyzicky ukládají, a z toho plyne i způsob, jakým odcházejí. Pevný disk HDD má rotující plotny a pohyblivé hlavičky, takže mu škodí otřesy a mechanické opotřebení. SSD ukládá data do paměti NAND flash bez pohyblivých částí; je mnohonásobně rychlejší a odolnější, ale jeho buňky snesou jen omezený počet zápisů. Při běžném domácím používání se obě technologie dožívají mnoha let a o stavu konkrétního kusu vypovídají údaje S.M.A.R.T.

Magnetické plotny proti buňkám NAND flash

V pevném disku se plotny točí rychlostí obvykle 5400 nebo 7200 otáček za minutu a hlavička na raménku se nad nimi vznáší ve zlomku tloušťky vlasu. Ke každému souboru musí raménko dojet, což trvá milisekundy. Při čtení jednoho velkého souboru to nevadí, při startu systému složeného z tisíců malých souborů to rozhoduje.

SSD uchovává bity jako elektrický náboj v buňkách. Podle počtu bitů na buňku se rozlišují typy SLC, MLC, TLC a QLC; dnešní spotřebitelské disky jsou většinou TLC nebo QLC. Čím víc bitů v jedné buňce, tím levnější kapacita, ale také menší výdrž při zápisu a pomalejší zápis po zaplnění rychlé vyrovnávací části.

SATA a NVMe: stejná paměť, jiná cesta k procesoru

SATA je rozhraní navržené pro pevné disky a jeho třetí generace má strop 6 Gb/s, což v praxi dává něco přes 500 MB/s. NVMe je protokol vytvořený přímo pro flash paměti a komunikuje přes linky PCI Express, takže propustnost roste s generací sběrnice.

Častý omyl se týká formátu M.2. Je to tvar karty a konektor, ne protokol; do slotu M.2 se vyrábějí disky SATA i NVMe a ne každý slot umí obojí. Před dokupováním disku do staršího notebooku bych proto vždy nahlédl do specifikace základní desky, co slot podporuje. Podle mě je přitom rozdíl mezi HDD a jakýmkoli SSD v běžné práci mnohem citelnější než rozdíl mezi SATA a NVMe, který se projeví hlavně při kopírování velkých souborů a střihu videa.

TBW, opotřebení buněk a k čemu slouží TRIM

Každé naprogramování a smazání buňky nepatrně poškodí izolační vrstvu, která v ní drží náboj. Výrobci proto udávají hodnotu TBW, tedy celkový objem dat, který lze na disk zapsat, než přestane být garantována jeho spolehlivost. U běžných modelů jde o stovky terabajtů, a domácí uživatel, který denně zapíše desítky gigabajtů, se k takové hranici blíží řadu let. Řadič navíc zápisy rovnoměrně rozkládá po všech buňkách, čemuž se říká wear leveling.

Flash paměť neumí data přímo přepsat; blok se musí nejdřív smazat. Příkaz TRIM, který operační systém posílá při mazání souborů, sděluje disku, které bloky jsou už volné, aby si je řadič mohl připravit předem. Windows, macOS i současné distribuce Linuxu ho používají samy. Defragmentace naopak SSD nic nepřináší a jen přidává zápisy.

Méně známá je druhá slabina flash: náboj z buněk pozvolna uniká. Disk SSD odložený roky bez napájení není spolehlivý archiv, tím méně opotřebovaný a skladovaný v teple.

Co prozradí S.M.A.R.T. u obou typů disků

S.M.A.R.T. je diagnostika zabudovaná v disku, kterou přečtou nástroje jako CrystalDiskInfo ve Windows, smartmontools na Linuxu nebo Disková utilita v macOS v základní podobě. U pevného disku jsou nejdůležitější počet přemapovaných sektorů a počet sektorů čekajících na přemapování. Radím brát jako varování každou nenulovou hodnotu, která při dalším měření roste, protože ukazuje na degradující povrch ploten.

U disků NVMe se sledují údaje Percentage Used, tedy spotřebovaný podíl předpokládané životnosti, dále Available Spare, zásoba rezervních bloků, a celkový objem zapsaných dat. Oba typy disků uvádějí počet hodin provozu a počet zapnutí. S.M.A.R.T. ovšem selhání nepředpoví vždy; elektronika disku může odejít bez varování, a zálohu proto nenahrazuje.

Otřesy a starší disk v počítači z druhé ruky

Pevný disk je nejzranitelnější za chodu. Náraz může způsobit dotyk hlavičky s plotnou a poškodit záznamovou vrstvu. Vypnutý disk má hlavičky zaparkované mimo plotny a snese mnohem víc, přesto by se notebook s HDD neměl přenášet zapnutý. Varovnými příznaky jsou pravidelné cvakání, opakované roztáčení a soubory, které se čtou nápadně dlouho.

U bazarového počítače bych jako první zjistil typ disku a jeho hodnoty S.M.A.R.T., ještě před pohledem na procesor. Pevný disk s desítkami tisíc hodin provozu může sloužit dál, ale počítal bych s ním jako s úložištěm na data, která mám i jinde, ne jako s jediným místem pro fotky. Starší SSD bývá menší riziko, pokud ukazuje nízké opotřebení. Disk po předchozím majiteli má navíc být vymazaný stejně důsledně, jako se provádí tovární nastavení telefonu před prodejem.

Zaplněnost a teplota disku patří k vlivům, které shrnuje přehled údržby elektroniky. Praktický začátek je jednoduchý: nainstalujte si nástroj na čtení S.M.A.R.T., uložte si snímek dnešních hodnot a za několik měsíců je porovnejte. Trend řekne víc než jedno číslo.

Zdroje

• NVM Express Base Specification – SMART / Health Information Log, NVM Express, Inc.
• JESD218: Solid-State Drive (SSD) Requirements and Endurance Test Method, JEDEC
• Serial ATA Revision 3.x Specification, SATA-IO
• Dokumentace smartmontools – atributy S.M.A.R.T., projekt smartmontools
• Drive Stats – přehledy spolehlivosti disků, Backblaze