Dyski HDD, SSD i NVMe – czym się różnią i jaki mają wpływ na działanie hostingu?

Serwer, na którym działają twoje usługi hostingowe, jest w gruncie rzeczy komputerem przystosowanym do ciągłej pracy i mającym zapewnić użytkownikom internetu jak najszybszy dostęp do danych, jakie się na nim znajdują. Tak jak twój osobisty komputer wyposażony jest w procesory, pamięć RAM, a także nośniki pamięci, tak również serwer posiada dyski twarde, na których przechowywane są twoje dane, takie jak pliki strony www, bazy danych stron czy też zawartość kont e-mail, z których korzystasz.

Decydując się na zakup komputera lub laptopa, warto zwrócić uwagę na to, w jakie dyski jest wyposażony — czy są to dyski HDD, SSD czy NVMe. Będzie to miało wpływ na szybkość i komfort korzystania z Twojego urządzenia w przyszłości. Ten sam parametr koniecznie należy sprawdzić, decydując się na wybór usługi hostingowej. Przekłada się to bowiem na szybkość i stabilność działania Twojej strony internetowej, a co za tym idzie — konwersję.

Rozwój technologii pamięci masowych

Technologia nośników pamięci podobnie jak inne technologie komputerowe rozwijała się na przestrzeni ostatnich kilkudziesięciu lat bardzo dynamicznie. Czy wiesz, że pierwsze z nich miały pojemność zaledwie kilku megabajtów? 🙂 Obecnie tyle miejsca zajmuje pojedynczy utwór w formacie mp3 lub dobrej jakości zdjęcie. Na szczęście dysponujemy już dyskami, które cechują się zarówno znacznie większą pojemnością jak i umożliwiają szybszy przesył danych o dużym rozmiarze. Rozróżnia się w tej chwili kilka podstawowych rodzajów, które są nadal w użyciu.

Dyski HDD

Dyski HDD to te, które tradycyjnie nazywamy “dyskami twardymi”. Ich nazwa wynika z zastosowaniu twardego materiału jako nośnika pamięci, w odróżnieniu od tzw. dyskietek, w których wykorzystywano miękkie tworzywo sztuczne.

Konstrukcyjnie taki dysk składa się z obracającego się talerza i umieszczonej nad nim głowicy. Obecność ruchomych elementów sama w sobie powoduje ograniczenia w działaniu takiego nośnika. Szybkość odczytu i zapisu danych zależy w tym przypadku w dużej mierze od tego, z jaką prędkością obraca się dysk.

Mechaniczne elementy powodują też, że takie dyski są bardziej podatne na awarie i uszkodzenia. Wstrząs, uderzenie lub dostanie się kurzu, lub innych ciał obcych do obudowy może doprowadzić do awarii dysku HDD.

Dyski SSD

W przeciwieństwie do swoich poprzedników dyski SSD skonstruowane są w oparciu o podzespoły elektronicznie i nie zawierają ruchomych elementów. Zbudowane są na podstawie pamięci flash — technologii, która znalazła zastosowanie m.in. w kartach pamięci czy popularnych pendrive’ach.

Dyski SSD osiągają znacznie wyższe prędkości zapisu i odczytu, niż ich poprzednik. Są również bardziej odporne na uszkodzenia mechaniczne i pracę w trudnych warunkach. Ich zaletą jest także mniejsze zużycie energii, niż w przypadku technologii HDD.

Ograniczeniem dysków SSD pozostaje protokół komunikacyjny. Korzystają one ze złącz SATA, które przeznaczone były do pracy z dyskami HDD (lub z nieco nowszej technologii SAS).

Dyski NVMe

Technologia NVMe to interfejs komunikacyjny zapewniający błyskawiczny dostęp do danych zapisanych na dyskach SSD poprzez złącze PCI Express. Rozwiązanie to stworzono z myślą o tym, aby maksymalnie wykorzystać zalety dysków SSD, na co nie pozwalał będący wcześniej standardem protokół SATA.

Znalezienie sposobu na ominięcie ograniczeń interfejsu SATA doprowadziło do kolejnego przełomu. Dyski NVMe są wielokrotnie bardziej wydajne niż obydwie opisane wcześniej technologie.

Jak udało się osiągnąć tak dobre wyniki? Przede wszystkim dyski NVMe mogą obsługiwać wiele kolejek poleceń wejścia/wyjścia (64 tyś. kolejek), z których każda może zawierać więcej poleceń (do 64 tyś.) – oznacza to, że dyskowe operacje wejścia/wyjścia (I/O) wykonują się szybciej i umożliwiają transfer większej ilości danych. Dla porównania wcześniejsze rozwiązania oferowały obsługę 1 kolejki poleceń, która zawierała do 32 poleceń. Różnica jest więc ogromna. Oprócz tego sterownik NVMe może komunikować się bezpośrednio z procesorem systemu, z pominięciem kontrolera SATA. Niższy jest też czas opóźnień w wykonywaniu operacji I/O.

Porównanie parametrów

W jaki sposób w ogóle oceniamy to, który rodzaj dysków jest lepszy? Porównać można przede wszystkim parametry takie jak przepustowość i IOPS.

• Czym jest przepustowość dysku? Przepustowość dysku jest prędko ścią transmisji danych mierzoną w jednostce mega bajtów na sekundę (MB/s).
• Czym jest IOPS? IOPS (Input Output Per Second) to ilość operacji wejścia/wyjścia – inaczej mówiąc odczytu i zapisu danych, które dysk może wykonać w ciągu 1 sekundy.

Standardowo dyski HDD osiągają przepustowość na poziomie 150-200 MB/s, podczas gdy SSD średnio około 550 MB/s, a NVMe 3500 MB/s. Ilość operacji odczytu i zapisu w przypadku HDD wynosi około 80, SSD osiągają wartość do 50000 a NVMe nawet 400 000. Wspominaliśmy już o tych parametrach w artykule o tym jak wybrać hosting Shopware.

Jak widać opisane wcześniej usprawnienia zastosowane w interfejsie NVMe przekładają się na znacznie lepsze wyniki w zakresie przepustowości oraz IOPS.

Rodzaj dysków przy wyborze hostingu

Rodzaj dysków, zwłaszcza w przypadku systemów, które korzystają z bazy danych, jak np. WordPress ma bardzo duże znaczenie dla czasu ładowania strony. Stosowane nadal często dyski HDD, o ile cechują się często większą pojemnością, o tyle nie pozwalają osiągać zadowalającej wydajności. Wybierając hosting, koniecznie sprawdź specyfikacę pod kątem tego, z jakiego rodzajów dysku serwer korzysta — najlepsze wyniki osiągniesz korzystając z hostingu NVMe.

Jak przetestować dyski na usłudze hostingowej?

Prosty test wydajności dysku hostingu możesz wykonać, korzystając z konsoli SSH. Aby to zrobić, połącz się z serwerem, korzystając z SSH i wykonaj polecenie:

dd if=/dev/zero of=test bs=64k count=16k conv=fdatasync

Po wykonaniu polecenia system zwróci komunikat zawierający informację o szybkości jego wykonania oraz prędkości zapisu danych na dysku w MB/s. Czas powinien być jak najkrótszy, a prędkość w MB/s jak największa.

Innym sposobem na przetestowanie wydajności dysków jest wykonanie kopii zapasowej strony za pomocą wtyczki np. BackWPup i sprawdzenie czasu, jaki zajęło jej wykonanie.

O obydwu tych sposobach pisaliśmy już szerzej w artykule Jak przetestować hosting? Wyniki testu przeprowadzonego poprzez wykonanie kopii zapasowej były również jednym z aspektów ocenianych w rankingu hostingów WordPress.

Podsumowanie

Będące w użyciu rodzaje dysków znacznie różnią się pod względem wydajności, którą mierzymy poprzez przepustowość i ilość IOPS. Nowe technologie dodatkowo oferują zalety takie jak mniejsza awaryjność i energooszczędność. Te informacje warto uwzględnić, wybierając usługę hostingową — szybsze dyski przełożą się na dużo lepsze czasy ładowania strony. Najlepszym wyborem, aby osiągnąć pod tym względem satysfakcjonujące wyniki będzie hosting NVMe, co wyraźnie widać w testach i porównaniach.