Tietokoneen päivittäjälle tai ostajalle ssd-levyn valinta käyttöjärjestelmälevyksi on nykyisin itsestäänselvä valinta. Ssd-levy on huimasti mekaanista kiintolevyä nopeampi, kuluttaa vähemmän virtaa ja kestää mekaanisia magneettikiekkoja paremmin tärähtelevissä mobiililaitteissa.

Hinnankin osalta syyt mekaanisen levyn ostoon alkavat olla vähissä, ellei kyse ole vain harvakseltaan käytetystä datan pitkäaikaisvarastosta.

Mikrobitti testasi ssd-levyt marraskuussa, numerossa 11/2016.

Kun nand-piireihin perustuvat ssd:t tulivat markkinoille, levyjä ostivat lähinnä tehokäyttäjät ja silloinkin useimmilla oli varaa vain juuri ja juuri Windows-asennuksen ja perusohjelmat vetävään levyyn.

Ssd-levyjen yleistyessä hinnat ovat laskeneet roimasti. Tämän testin halvimmassa levyssä eli Kingston SSDNow UV400 -mallissa tallennustilan hinta on enää 29 senttiä gigatavulta.

Kehitys on mahdollistanut sen, että budjettiaan miettivä peruskäyttäjäkin pääsee nauttimaan ssd-levyjen hyödyistä laajemmin. Nyt käyttöjärjestelmän ja yleisimmin käytettyjen perussovellusten lisäksi ssd-levylle voi asentaa myös harvemmin käytettäviä sovelluksia tai pelejä.

Lue myös:

Samalla suorituskyvyn hinta on laskenut mukavasti, sillä ssd-asemissa suurempi kapasiteetti kasvattaa suorituskykyä, kun tiedonsiirron rinnakkaisuus lisääntyy.

Piiri pieni kutistuu

Hintojen laskua selittävät massatuotannon lisäksi kehittyneet valmistusmenetelmät eli käytännössä piirien kutistaminen yhä pienemmiksi Sen ansiosta samasta piikiekosta saadaan valmistettua aiempaa useampia muistipiirejä. Pieneen tilaan tungetuista muistipiireistä otetaan kaikki hyöty irti tlc-piireissä (triple level cell), joissa yhteen muistisoluun tallennetaan kolme bittiä.

Piirien kutistamisessa ja solujen bittimäärään kasvatuksessa on kuitenkin törmätty fysiikan lakeihin ja niiden rajoituksiin. Dataa on yhä vaikeampi pitää muuttumattomana naapurisolujen aiheuttamien häiriöiden vuoksi ja samalla jännitteen muutokseen perustuva datan kirjoitus kuluttaa transistoria fyysisesti. Kulumisen vuoksi sen kyky pitää data muuttumattomana heikkenee.

Jo nykyisin tlc-muisti vaatii monimutkaiset varmistus- ja virheenkorjausalgoritmit, jotta data pysyy oikeassa muodossaan. Kutistettujen muistisolujen heikompaa uudelleenkirjoituskestävyyttä on pyritty korjaamaan jättämällä osa ssd-levyn kapasiteetista järjestelmälle näkymättömäksi varatilaksi, jota levy ottaa käyttöön automaattisesti korvaamaan loppuun kuluneita muistisoluja.

Pieneen tilaan ahdetun tlc-muistin vaikutukset näkyvät selvästi Samsungin SSD 750 Evon ja Sandiskin SSD Plussan ominaisuuksissa. Samsung käyttää levyssään 16 nanometrin nand-piirejä ja lupaa levynsä kestävän 100 teratavua uudelleenkirjoitusta. Sandiskin 15 nanometrin nand-piirit kestävät valmistajan mukaan 120 teratavun edestä datan kirjoittamista.

Kirjoituskestävyyden heikentyminen ei toisaalta ole suuri ongelma suurimmalle osalle kotikäyttäjistä. Jos levylle kirjoittaa 20 gigatavua päivässä, sadan teratavun raja tulee vastaan runsaan 13 vuoden jälkeen. Tietokantakäytössä tai raskaammissa yrityskäyttökohteissa kestävyydellä on kuitenkin väliä.

Mikä ihmeen 3d-piiri?

3d-nand säästää tilaa. Kingstonin m.2-liitäntäisessä HyperX Predatorissa muistipiirejä löytyy piirilevyn molemmilta puolelta. 3d-muistia käyttävässä Samsungissa muistipiirit ovat vain piirilevyn toisella puolella, toisella puolella on ohut kuparinen jäähdytyselementti.

Ratkaisuksi kutistamisen ongelmiin on kehitetty uudet 3d-nand-muistipiirit. Siinä missä aiemmin muistisoluja on aseteltu tasolle vierekkäin shakkilaudan ruutujen tapaan, 3d-nand-piireissä solut pinotaan päällekkäin.

Tällä hetkellä markkinoilla olevissa muistipiireissä käytetään enimmillään 48 päällekkäistä kerrosta. Valmistusmenetelmien kehittyessä muistipiirien kapasiteettia voidaan kasvattaa kerroksia lisäämällä.

Omaa versiotaan 3d-muistipiireistä ovat kehittäneet Samsung, Toshiba, Hynix sekä Intelin ja Micronin yhteisyritys IMFT, joka tuoreimpana on saanut piirien toimitukset laitevalmistajille kunnolla käyntiin. Samsung kutsuu 3d-muistiaan v-nandiksi, muiden kohdalla käytämme termiä 3d-nand.

Vaikka uusi tekniikka on yleensä kalliimpaa, 3d-muisti itse asiassa laskee valmistuskustannuksia suhteessa tallennuskapasiteettiin. Solujen kasaaminen kerroksiin kasvattaa neliömillimetriltä saatavaa tallennuskapasiteettia merkittävästi, vaikka samaan aikaan piireissä on siirrytty takaisin isompiin ja paremmin kestäviin rakenteisiin, kuin mitä vaakatasoon rakennetussa muistissa käytetään. Ihan vielä hyödyt eivät silti kuluttajille näy, vaan 3d-nand-levyt ovat toistaiseksi hitusen kalliimpia kuin tavallista nandia käyttävät levyt.

Tulevaisuudessa 3d-muistin kerrosten lisäys tulee laskemaan ssd-kapasiteetin hintaa entisestään. Myös 3d-muisteissa tallennetaan yhtä, kahta tai kolmea bittiä solua kohti, mutta edes tlc-muisti ei isompien rakenteiden ansiosta ole niin virheherkkää kuin 2d-versiona.

3d-muistit ovat yleistymässä nopeasti. Mikrobitin tammikuun numeron ssd-testin laitteista vain noin neljäsosa, eli lähinnä Samsungin kalliimpi tarjonta, perustuivat 3d-muistiin, nyt 3d-nandia on jo yli puolessa laitteista.

Levyn ominaisuuksissa 3d-muistin käyttö näkyy lähinnä kirjoituskestävyydessä. Perustason ssd-levyille luvataan tyypillisesti 100–200 teratavun kirjoituskestävyys, uusimmille 3d-nand-levyille jopa 400 Tt.

Väylät muuttuvat

Samanaikaisesti 3d-muistin yleistymisen kanssa on käynnissä toinenkin mullistus, joka näkyy käyttäjälle selvemmin.

Mekaanisten kiintolevyjen tarpeisiin suunniteltu serial ata -väylä on vihdoin korvautumassa pci express -väylällä, jossa tietoa siirretään uudella nimenomaan ssd-levyjen tarpeisiin suunnitellulla nvme-protokollalla.

Nvme on suhteellisen tuore protokolla, mistä kertoo myös ajureiden tilanne. Sata-väyläiset levyt toimivat hyvin ilman erillisten, valmistajien omien ajureiden asentamista, mutta nvme-levyissä näin ei välttämättä ole.

Windowsissa on omat nvme-ajurinsa 7-versiosta lähtien, mutta yleinen ajuri ei välttämättä tarjoa parasta mahdollista suorituskykyä.

Nvme-protokollaa käyttävän levyn ostajan kannattaa siis suunnata kohti valmistajan sivuston ajuriapajaa, mikäli uutuuslevystään haluaa kaiken mahdollisen suorituskyvyn irti.

Nopeudessa eroja

Siinä missä sata-väylän kuuden gigabitin sekuntinopeus on jo pitkään ollut ssd-levyjen pullonkaula, neljällä kaistalla pci express 3.0 -väylä yltää 32 gigabittiin sekunnissa. Useimmiten pci express -väyläiset levyt liitetään m.2-liitäntään, mutta kaupoissa on myös joitakin pci express -korttipaikkaan asennettavia ssd-levyjä.

M.2-levyn nopeudesta haaveilevan on syytä tarkistaa, että omasta emolevystä löytyy m.2-liitäntä. Pelkkä liitinkään ei vielä takaa huippunopeutta, kaiken tehon saa irti vasta, jos liitäntään saa käyttöön neljä pci express 3.0 -kaistaa.

Vanhemmilla emolevyillä m.2-liitäntä saattaa tarjota vain kaksi pci-e-kaistaa. Joissakin emolevyissä m.2-paikka ei tarjoa lainkaan pci express -väyliä, jolloin liitäntä käyttää hidasta serial ataa.

Testijoukosta Samsungin 950 Pro, 960 Evo ja 960 Pro sekä Intelin 600p ja Kingstonin HyperX ovat m.2-liitäntäisiä. Kingston kuitenkin tukee vain vanhempaa pci express 2.0:aa eikä lainkaan uutta nvme-protokollaa. Siitä huolimatta sekin päihittää 2,5 tuuman kotelossa olevat sata-levyt selvästi.

Intelin tuore SSD 600p nousee testijoukosta esiin yhdistämällä ssd-levyjen kaksi suurta trendiä eli nvme-protokollan ja edullisen 3d-muistin. Varustelustaan huolimatta sen hinta gigatavua kohden on erittäin maltillinen. Se on kuitenkin samalla hyvä esimerkki siitä, että pelkkä nvme-protokolla ei takaa suorituskykyä: 600p on vain hieman nopeampi kuin sata-levyt.

Marraskuussa tehdyssä testissä se on mukana kuitenkin verrokkina, sillä saimme valmistajalta testilainaan vain 256 gigatavun version puoliteraisen mallin sijaan. Kapasiteetin vaikuttaessa suorituskykyyn 600p:n tulokset eivät ole täysin vertailukelpoisia testin muiden laitteiden kanssa. Samasta syystä myös Samsung 960 Evo päätyi testiimme verrokiksi: saimme valmistajalta lainaan 250-gigaisen mallin, joka on todennäköisesti hieman hitaampi kuin puoliterainen sisarmallinsa.

(Toim. huom: testistä myöhästynyt Samsungin puoliterainen 960 Evo testattiin joulukuun numerossa, samoin kuin Adata SGP SX8000. Lue 500-gigaisen EVO:n esittely tästä linkistä.)

Verrokin asemistaan huolimatta Intelin SSD 600p ja Samsung 960 Evo ovat mainioita esimerkkejä kuluttajaluokan ssd-levyjen tulevaisuudesta, jossa ssd-levyä ei tarvitse valita pelkästään riittävän nopean, mutta halvan sata-liitäntäisen levyn tai kalliin ja nopean tehokäyttäjille suunnitellun pci express -levyn välillä.

Lisänopeudesta ei kannata maksaa (välttämättä)

Testimme perusteella serial ata -liitäntäiset perus-ssd:t pitävät edelleen pintansa halvan, mutta nopean tallennustilan tarjoajana. Serial ata -levyt sopivat liitäntänsä puolesta vanhempiinkin pöytä- ja sylimikroihin, päinvastoin kuin m.2-liitäntäiset levyt.

Huolimatta siitä, että pci express -väylään liitettävät testin nopeimmat levyt eli Samsungin 950 Pro, 960 Evo ja 960 Pro ohittavat moninkertaisesti sata-levyt päivittäiskäytön kannalta tärkeimmässä satunnaislukunopeudessa, todelliset arkikäytössä havaittavissa olevat erot jäävät pieneksi. Esimerkiksi Windowsin käynnistysaikojen ero testin nopeimman ja hitaimman välillä oli kolme sekuntia.

Samansuuntaisia olemattomia eroja näyttää PCMark-testi, joka simuloi oikeiden ohjelmien suorituskykyä. Näiden tulosten valossa kotikäyttäjän tyypillisessä käytössä ei ole merkitystä sillä, onko alla testin nopein vai hitain levy – hitainkin ssd on todella nopea etenkin kiintolevyyn verrattuna.

Ssd-levyjen huimiin levyoperaatiolukemiin päästään kuitenkin vain synteettisissä testeissä, jotka kuormittavat levyä useilla samanaikaisilla pyynnöillä. Yleensä huippulukemat on mitattu jononsyvyydellä 32, mikä on ahci-protokollan enimmäismäärä. Kotikäytössä pyyntöjen määrä eli jononsyvyys harvoin nousee kahta tai kolmea korkeammalle, jolloin ssd-levyjen rinnakkainen siirtokapasiteetti ei pääse oikeuksiinsa.

Testimme perusteella lisänopeudesta ei siis kannata maksaa hurjasti ylimääräistä.

Eroja levyissä silti kiistatta on. Jos emolevy tukee nopeita nvme-levyjä, sellaisen hankkimalla varmistaa, että ainakaan tallennustilasta ei muodostu pullonkaulaa, jos koneestaan haluaa saada viimeisenkin tehopisaran irti.

Voittajat

Teknisesti paras testin laitteista on Samsung 960 Pro. Pron pikkuveli 960 Evo tarjoaa kuitenkin lähes saman suorituskyvyn selvästi halvemmalla kuin Pro-malli.

Hinnaltaan 960 Evo lähestyy Intel 600p:n tavoin tavallisia serial ata -ssd:itä, joten reilustakaan lisänopeudesta ei tarvitse enää maksaa aivan poskettomia summia.

Jos tarve on lähinnä sata-väyläisen kiintolevyjen korvikkeelle, jo parin vuoden ikään ehtinyt Samsungin SSD 850 Evo tarjoaa parasta vastinetta rahalle sata-levyjen joukossa.

Budjettiaan optimoivakaan ei mene metsään ostamalla levyn pelkän hinnan perusteella, sillä erityisesti sata-levyjen välillä havaittavat erot jäävät vähiin.

Lue seuraavaksi: