JAKI DYSK WYBRAĆ

  • home
  • blog
  • HDD, SSD, NVMe - JAKI DYSK WYBRAĆ?
Różne rodzaje dysków komputerowych
  • Power iT Up
  • 12.02.2023

HDD, SSD, NVMe - JAKI DYSK WYBRAĆ?

W tym wpisie przybliżymy najpopularniejsze rodzaje dysków twardych dostępne w naszych pecetach i laptopach.
Opiszemy ich wady i zalety, zasugerujemy najlepsze zastosowanie i pomożemy odpowiedzieć na pytanie jaki dysk wybrać.

Zacznijmy od wymienienie rodzajów dysków jakie spotykamy w naszych komputerach:

  • HDD
  • SSD (SATA)
  • SSD M.2 SATA
  • SSD M.2 NVMe

Dysk HDD

Dyski HDD (Hard Disk Drive) popularnie zwane "twardym dyskami" pojawiły się już w 1983 roku.
Choć 40 lat to w informatyce "eony" dyski HDD towarzyszą nam do dziś. Oczywiście na przestrzeni lat ewoluowały ale sama zasada działania pozostała niezmienna.
Budowa dysku HDD Niezależnie czy mówimy o dysku HDD 3,5 cala przewidzianym do użytku w komputerach stacjonarnych czy ich 2,5 calowych, laptopowych odpowiednikach we wnętrzu takiego dysku znajdziemy talerze, na których to właśnie zapisywane są nasze dane oraz głowice odpowiedzialne za ich zapis i odczyt.
Poza wymiarami dyski HDD 2,5 oraz 3,5 cala są identyczne i nic nie stoi na przeszkodzie by do komputera stacjonarnego podłączyć dysk twardy z laptopa jednakże często nie jest to zalecana praktyka z uwagi na istotna cechę tych nośników. Jest nią prędkość obrotowa, która to wpływa na czas reakcji oraz prędkość odczytu i zapisu plików. Wyróżniamy 2 najpopularniejsze prędkości obrotowe (RPM) dla dysków HDD 5400, 7200 obrotów na minutę, te pierwsze spotykamy najczęściej w laptopach ale też dyskach przenośnych USB czy rejestratorach używanych do monitoringu.
Innym istotnym parametrem dysku HDD jest wielkość bufora pamięci podręcznej - więcej znaczy lepiej.
W roku 2009 zaprezentowano pierwsze dyski HDD wykorzystujące interfejs SATA III który to po dziś dzień jest standardem. Interfejs ten zapewnia maksymalną prędkość transmisji danych na poziomie 600 megabajtów na sekundę.
Wykres prędkości odczytu dla HDD Niestety nawet najszybsze dyski HDD zbliżają się zaledwie do połowy możliwości SATA III a zdecydowana większość domowych "twardzieli" nie przekracza 200 megabajtów prędkości odczytu.
Dodatkowo jak łatwo zauważyć na załączonym wykresie w miarę oddalania się głowicy od środka talerza prędkość zapisu i odczytu sukcesywnie spada - w teście wykonanym dla dysku o pojemności 1TB 7200 RPM z 207 do 100 megabajtów na sekundę!
Prędkość odczytu pokazuje niebieska krzywa.
Inną ważną cech jest czas dostępu do komórki pamięci. Dane na dysku zapisywane są w różnych miejscach na powierzchni talerzy jeśli wiec uruchamiamy większy program pliki, które muszą zostać wczytane znajdują się zazwyczaj w kilku oddalonych od siebie miejscach na powierzchni talerza.
Na załączonym wykresie czas dostępu do losowych komórek pamięci zaprezentowany jest za pomocą żółtych kropek i podobnie jak miało to miejsce w przypadku prędkości odczytu i zapisu rośnie on wraz z oddalaniem się głowicy od centrum talerza.
Niestety sposób zapisu danych na dysku powoduje też, że w wielu przypadkach plik nie jest zapisany jako jeden ciąg danych a raczej kilka odcinków w różnych miejscach na powierzchni talerza - dzieje się tak ponieważ dysk stara się zapełniać "luki" pomiędzy istniejącymi już plikami i im mniej wolnego miejsca na dysku tym większa szansa, że nowy plik się w 1 takiej "przerwie" nie zmieści - proces ten nazywa się fragmentacją pliku i można "naprawić" ten stan narzędziem do defragmentacji plików dostępnym w każdym systemie Windows.
Benchmark dysku HDD Po lewej widać kompleksowy test prędkości odczytu i zapisu dla dysku HDD 1TB 7200 RPM.
Na potrzeby testu program 3 razy odczytuje i zapisuje wygenerowany plik o wielkości 2 gigabajtów używając 4 scenariuszy:
SEQ1M [Q8T1] - test sekwencyjny, rozmiar bloku danych 1MB, 8 zadań (procesów) w kolejce 1 wątek. Test symuluje typową pracę dysku przy zapisie i odczycie 1 dużego pliku jak na przykład przy kopiowaniu filmu czy instalacji programu.
SEQ1M [Q1T1] - test sekwencyjny, rozmiar bloku danych 1MB, 1 zadanie (proces) w kolejce 1 wątek. Podobny do poprzedniego testu pokazuje prędkość odczytu i zapisu dla jednego zadania dysku. Symuluje pracę na dużych plikach.
RND4K [Q32T1] - test losowy, rozmiar bloku danych 4KB (0.004MB) 32 zadania (procesy) w kolejce 1 wątek. Ten test symuluje wczytywanie pofragmentowanego pliku lub wielu małych plików jak przy ładowaniu systemu operacyjnego czy dużego programu lub gry przy korzystaniu z "wielozadaniowości" komputera - jednoczesny odczyt lub zapis wielu bloków danych - tutaj 32.
RND4K [Q1T1] - test losowy, rozmiar bloku danych 4KB (0.004MB) 1 zadanie (proces) w kolejce 1 wątek. Test pokazuję prędkość odczytu lub zapisu pojedynczego małego pliku jak na przykład przy kopiowaniu zdjęć czy dokumentów. Najistotniejszymi parametrami są dla nas wartości kolumny "read" (odczyt) dla testów SEQ1M [Q8T1] oraz RND4K [Q32T1] gdyż pokazują one jak szybko nasz komputer jest w stanie ładować dane niezbędne do uruchomienia Windowsa programów czy gier, czyli jak długo musimy czekać zanim coś się uruchomi.

Chociaż dyski HDD posiadają pewne wady, o których już wspomnieliśmy po dziś dzień cieszą się duża popularnością. Dzieje się tak z prostej przyczyny - posiadają najlepszy stosunek ceny do ilości oferowanego miejsca! W chwili pisania tego artykułu dysk o pojemności 1 terabajta (1024 gigabajty) można kupić za około 180zł.
Bez problemu znajdziemy też dyski o naprawdę dużych pojemnościach jak 16 czy 20 terabajtów!.
Dyski HDD są w stanie wytrzymać bardzo dużo cykli zapisu/odczytu danych i świetnie sprawdzą się jako magazyny plików. Niestety są bardzo czułe na wstrząsy dlatego ich żywotność w laptopach zazwyczaj jest zauważalnie krótsza niż w komputerach stacjonarnych.

Podsumowanie dysków HDD

Wady Zalety
Wolne i przestarzałe nośniki danych. Oferują największe pojemności w najniższej cenie.
Są głośne, źle znoszą wstrząsy. Mogą być użyte w każdym komputerze.
Wysoki czas dostępu do komórek pamięci. Dobre jako magazyny plików, zdjęć filmów.
Wysoki pobór prądu, krótsza praca na baterii. Sprawdzają się jako przenośne dyski USB.

Dysk SSD (SATA)

Dyski SSD (Solid State Drive) popularnie zwane "dyskami półprzewodnikowymi" pojawiły się już w 1991 roku.
Niestety bardzo wysoka cena produkcji i niewielkie zainteresowanie spowodowały, że technologia ta trafiła do komputerów prywatnych dopiero w 2006 roku.
Dysk SSD 2,5 SATA Nadal był to produkt drogi i kierowany do wąskiej grupy klientów ponieważ cena pierwszych dysków SSD o pojemności 32GB wynosiła 699 dolarów podczas gdy cena dysków HDD o pojemności 320GB oscylowała w granicach 70-100 dolarów.
Następnym krokiem milowym dla dysków SSD było wprowadzenie interfejsu SATA III w 2009 roku, w ciągu kilku następnych lat na rynku pojawiło się coraz więcej dysków półprzewodnikowych, rosła ich wielkość a ceny spadały. Dyski SSD oparte o interface SATA III są jednymi z najpopularniejszych SSD do dziś.
W przeciwieństwie do dysków HDD zrezygnowano z produkcji 2 rozmiarów dla PC i laptopów w efekcie dostępny jest tylko 2,5 calowy wariant umożliwiający montaż zarówno w komputerach przenośnych jak i stacjonarnych.
Każdy dysk HDD oparty na interfejsie SATA III można zastąpić dyskiem SSD a taka praktyka jest jednym z najtańszych i najpopularniejszych sposobów na poprawienie wydajności starszych maszyn.
Ale czym właściwie różni się dysk SSD od dysku HDD?
Oczywiście technologią wykonania - w dyskach półprzewodnikowych nie znajdziemy żadnych ruchomych elementów, nie ma tu talerzy i głowic a jedynie płytka PCB, na której umieszczone są kości pamięci flash. To właśnie na nich zapisywane są nasze pliki podobnie jak w pendrivie.
Test prędkości odczytu dla 2,5 cala SSD SATA III Takie rozwiązanie niesie za sobą szereg korzyści, po pierwsze dysk SSD jest w stanie w pełni wykorzystać możliwości interfejsu SATA III osiągając prędkości odczytu na poziomie nawet 560 megabajtów na sekundę!
Dzięki zastosowaniu pamięci flash nie potrzeba czasu na przemieszczenie głowicy jak miało to miejsce w przypadku dysków HDD, dlatego prędkość odczytu i zapisu jest identyczna dla całej powierzchni dysku. Niebieska linia na załączonym wykresie pokazuje prędkość odczytu z dysku.
Jedyne wahania prędkości wynikają z obciążenia samego komputera oraz wielkości plików - jak już wiesz z poprzedniego akapitu komputer szybciej odczyta 1 plik wielkości 10 megabajtów niż 10 plików po 1 megabajt każdy.
Drugim parametrem istotnym dla dysków jest czas dostępu do konkretnego bloku danych i tu znowu dysk półprzewodnikowy pokazuje swoją przewagę. Jak widać czas dostępu prezentowany przez żółte kropki na wykresie jest rozłożony na jednym poziomie bez względu na sektor dysku i wynosi mniej niż 1 milisekundę (0,001 sekundy)! Przekłada się to wprost na prędkość dostępu do danych szczególnie istotną w przypadku konieczności załadowania dużej ilości małych plików jak na przykład w czasie uruchamiania systemu Windows czy programów.
Benchmark dysku 2,5 cala SSD SATA III W poprzednim akapicie wspomnieliśmy o procesie fragmentacji plików - oczywiście występuję on też w przypadku dysków SSD, natomiast dzięki identycznej wartości czasu dostępu dla każdego sektora dysku nie wpływa on na wydajność a defragmentacja dysku SSD jest NIEZALECANA. Dysk półprzewodnikowy nie posiada żadnych mechanicznych części, które mogłyby ulegać zużyciu niestety sama pamięć flash posiada swoją żywotność wyrażaną w ilości cykli zapisu
To jest wada współczesnych dysków SDD nie należy jednak popadać tu w przesadę - dobre dyski posiadają żywotność na poziomie 1 500 000 godzin i 5 letnia gwarancję. Dla porównania żywotność dysków HDD wynosi najczęściej 1 000 000 godzin i posiadają one 3 letnią gwarancję.
Dlaczego więc o tym wspominamy? Podczas gdy w dysku HDD problem zużycia zachodzi liniowo wraz z godzinami pracy tak w dysku SSD ten proces zależy od ilości cykli zapisu wyraża to parametr TBW (Total Bytes Written), który sugeruje ile terabajtów może zapisać dysk.
W praktyce przekroczenie tej liczby jest mało realne przy normalnym użytkowaniu komputer w domu lub małej firmie w czasie krótszym, niż okres gwarancji dysku.
Przekroczenie tej wartości nie powoduje też natychmiastowej awarii dysku a jedynie jest równoznaczne z utratą gwarancji. Jest to swego rodzaju zabezpieczenie producenta przed użyciem domowego dysku jako nośnika do zastosowań profesjonalnych.
Jak pokazuje benchmark dysku SSD 2,5 SATA III uzyskaliśmy pięciokrotna poprawę prędkości odczytu i zapisu w testach SEQ1M [Q8T1] oraz SEQ1M [Q1T1], ale co bardziej imponujące niemal 340 krotną dla testu RND4K [Q32T1] i 84 krotną w teście RND4K [Q1T1].

Podsumowując żywotność dysków SSD jest już zbliżona do dysków HDD a w przypadku duże ilości użytkowników nawet większa, dyski SSD 2,5 cala SATA III są znacznie szybsze od dysków HDD, przyspieszając pracę całego komputera gdyż to właśnie dysk najczęściej jest tzw "wąskim gardłem" w Twoim komputerze a ich jedyną realną wadą jest zauważalnie większa cenę w porównaniu do HDD o identycznej pojemności!
Podczas gdy markowy dysk HDD 1TB kosztuje około 180zł za SSD o tej pojemności musimy zapłacić około 250zł. Należy jednak zauważyć że bez problemu kupimy dysk SSD o pojemności 256GB lub 512GB w cenach odpowiednio 80zł lub 130zł. Nie dziwi więc fakt, iż większość użytkowników decyduje się na zakup mniejszego dysku SSD na system, programy i ewentualne gry i dodatkowo dysku HDD do przechowywania zdjęć czy filmów oraz innych plików.

Podsumowanie dysków SSD (SATAIII)

Wady Zalety
Droższe od dysków HDD o tej samej pojemności. Znacznie szybsze od HDD.
Ograniczona żywotność - ilość cykli zapisu. Mogą być użyte w każdym komputerze.
Dobre jako dyski systemowe, na aplikacje i gry.
Mały pobór prądu i niska waga - idealne do laptopów.

SSD M.2 SATA

W 2012 roku zaprezentowano złącze M.2 jako nowy wewnętrzny port rozszerzeń. Początkowo znany pod nazwą NGFF (Next Generation Form Factor).
Złącze m.2 na płycie głównej Choć samo złącze M.2 ma więcej zastosowań w tym artykule skupimy się tylko na dyskach.
Wraz z wprowadzaniem coraz mniejszych i lżejszych laptopów wprowadzono swego rodzaju ewolucje dysków SSD zastępując 2,5 calowy wariant płytką PCB podłączoną bezpośrednio do konektora M.2 na płycie głównej. W komputerach stacjonarnych pozwoliło to natomiast zminimalizować ilość niezbędnego okablowania. Każdy dysk oparty na interfejsie SATA III potrzebuje kabla sygnałowego i zasilania podczas gdy stosując złącze M.2 nie potrzebujemy już żadnych dodatkowych konektorów.
Czy dysk SSD M.2 SATA posiada jakieś dodatkowe zalety?
Niestety nie, sam interfejs SATA III nie uległ tu żadnej zmianie i osiągi dysków M.2 SATA są identyczne jak ich 2,5 calowych odpowiedników a ich ograniczeniem jest przepustowość samego interfejsu SATA III.
W związku z powyższym zrezygnowaliśmy z zamieszczania wyników testów czy benchmarków dla tej rodziny dysków gdyż ich wyniki byłyby identyczne Dysk m.2 SATA jak w poprzednim akapicie.
Obecnie dyski SSD M.2 SATA tracą na popularności a producenci sprzętu rezygnują z tej technologi gdyż nie przynosi ona żadnej poprawy wydajności w stosunku do bardzo popularnych dysków SSD 2,5 cala SATA III.
Nadal w użyciu jest jednak wiele komputerów wykorzystujących tą technologie a nawet nowe płyty główne do PC zazwyczaj posiadają choć jedno złącze M.2 kompatybilne z takimi dyskami.
Choć złącza M.2 na stałe zadomowiły się w naszych laptopach i desktopach należy pamiętać, że nie każdy port M.2 obsługuje standard SATA!

Podsumowując dyski SSD M.2 SATA posiadają identyczne parametry jak klasyczne dyski SSD 2,5 cala SATA III, wymagają jednak obecności złącza M.2 na płycie głównej i w obecnym czasie są już wypierane przez nowsze technologie.
Jedyną zauważalną przewagą dysków M.2 SATA nad dyskami SSD 2,5 cala jest mniejszy gabaryt i brak konieczności używania kabli do ich podłączenia.

Podsumowanie dysków SSD M.2 SATA

Wady Zalety
Identyczne cechy i parametry jak 2,5 calowe SSD. Identyczne cechy i parametry jak 2,5 calowe SSD.
Wymagają złącza M.2 kompatybilnego z SATA. Bardzo mały rozmiar i waga.
Dobre jako dyski systemowe, na aplikacje i gry.
Nie wymagają kabli do podłączenia.

SSD M.2 NVMe

Technologia NVMe (Non-Volatile Memory express) została opracowana na przełomie 2011 i 2012 roku jako odpowiedź na rosnące możliwości pamięci flash i niewystarczająco już wydajny interfejs SATA III.
Dysk SSD NVMe Należy pamiętać że interfejs SATA III został zaprojektowany z myślą o dyskach HDD i bardzo szybko stał się niewystarczający dla nowoczesnych SSD.
Pierwsze dyski korzystające z technologi NVMe trafiły do sprzedaży w 2014 roku i cechowały się trzykrotnie większą prędkością odczytu i zapisu niż maksymalna przepustowość SATA III.
Były one montowane bezpośrednio w złączach PCIe a wyglądem i rozmiarem przypominały kartę graficzną.
Dyski SSD NVMe są dostępne w sprzedaży do dziś, ale nie są zbyt popularne w domowych pecetach, ich niewątpliwą zaleta jest dobre odprowadzanie ciepła a niektóre modele wyposażono nawet w aktywne chłodzenie.
Jak wspomnieliśmy w poprzednim akapicie złącze M.2 posiada kilka zastosowań a właściwie łączy w sobie kilka technologi. Jedną z nich jest właśnie PCI express, Dysk SSD M.2 NVMe naturalnym więc było pojawienie się dysków NVMe wykorzystujących złącze M.2 które zastąpiły stosunkowo wolne dyski SSD M.2 SATA zarówno w laptopach jak i desktopach.
Od tego momentu rozpoczęła się prawdziwa rewolucja, która trwa do dziś.
W 2023 roku nie kupimy już nowego komputera czy laptopa nie wyposażonego fabrycznie w dysk NVMe - jeśli jest inaczej, oznacza to że kupujemy kilkuletni sprzęt z zapasów magazynowych supermarketu...
Mylące może wydawać się oznaczenie kolejnych generacji nośników NVMe gdyż chronologia zaczyna się od "Gen 3" wytłumaczenie jest jednak bardzo proste. Oznaczenie "Gen 3/4/5" nie odnosi się, jak mogłoby się wydawać, do generacji dysku a standardu PCIe w którym pracuje.
Jako że trzecia generacja PCIe zadebiutowała niemal 4 lata przed pierwszymi dyskami NVMe nic dziwnego że nie ma dysków Gen 1 lub 2.
Dzisiaj najczęściej wybieramy dyski NVMe czwartej generacji choć 3 generacja dalej jest bardzo popularna - piąta generacja pozostaje ciągle w sferze marzeń dla większości użytkowników, ich ceny przyprawiają o zawrót głowy a dostępność jest praktycznie zerowa.
PCIe w przeciwieństwie do SATA korzysta z komunikacji point to point dzięki czemu nie tylko zapewnia ogromne prędkości przesyłu danych ale też zmniejsza obciążenie procesora przy zapisie i odczycie danych z dysku.
Na koniec porównajmy możliwości wszystkich 3 generacji dysków NVMe:

Dysk M.2 NVMe Gen3
Dysk M.2 NVMe Gen4
Dysk M.2 NVMe Gen5

Podsumowanie dysków SSD M.2 NVMe

Wady Zalety
Ograniczona ilość cykli zapisu. Najszybsze dyski półprzewodnikowe.
Wymagają złącza M.2. Bardzo mały rozmiar i waga.
Stosunkowo wysokie temperatury pracy. Komunikacja point to point.
Bardzo wysoka cena dysków piątej generacji. Najlepsze jako dyski systemowe, na aplikacje i gry.
Nie wymagają kabli do podłączenia.

Podsumowanie

W tym artykule postaraliśmy się przybliżyć 4 rodzaje popularnych dysków, tak aby ułatwić Ci wybór odpowiedniego nośnika danych dla Twojego komputera.
Oto nasze propozycje zastosowań:
Dyski HDD świetnie sprawdzą się jako dodatkowe dyski do przechowywania danych lub niedrogie pamięci przenośne o dużej pojemności.
Dyski SSD 2,5 cala mogą posłużyć zarówno do modernizacji starszych komputerów nie posiadających złącza M.2 lub jako dodatkowe stosunkowo szybkie dyski np do przechowywania baz danych czy dużych plików z aplikacji jak Photoshop, Autocad czy 3dsMax calem przyspieszenie procesu ich wczytywania i przetwarzania.
Dyski SSD M.2 NVMe najlepiej sprawdzą się jako główne dyski systemowe, na nich też najlepiej instalować wszelkie programy. Bez wątpienia ich zalety docenią wszyscy gracze!
Oczywiście występuje więcej rodzai dysków HDD jak i SSD jednakże nie zostały one zaprojektowane z myślą o komputerach domowych lub biurowych a raczej, centrach danych, serwerowniach, macierzach dyskowych i innych profesjonalnych zastosowaniach.

Tagi:  Rodzaje dysków, twardy dysk, SSD, HDD, NVMe, m.2