Версия SSD: обзор статистики накопителей за 2022

Добро пожаловать в выпуск SSD 2022 из серии Backblaze Drive Stats. Версия SSD ориентирована на твердотельные накопители (SSD), которые мы используем в качестве загрузочных дисков для серверов хранения данных на нашей платформе облачного хранения. Это отличается от наших традиционных отчетов Drive Stats, в которых основное внимание уделяется нашим жестким дискам (HDD), используемым для хранения данных клиентов.

Мы начали использовать твердотельные накопители в качестве загрузочных дисков, начиная с четвертого квартала 2018 года. С тех пор твердотельные накопители были установлены на всех новых серверах хранения и на всех неисправных загрузочных жестких дисках. Загрузочные диски в нашей среде выполняют гораздо больше функций, чем просто загружают серверы хранения. Каждый день они также читают, записывают и удаляют файлы журналов и временные файлы, создаваемые самим сервером хранения. Рабочая нагрузка одинакова для всех SSD, включенных в этот отчет.

В этом отчете мы рассматриваем частоту отказов твердотельных накопителей, которые мы используем в наших серверах хранения, на 2022 год, за последние 3 года и на весь срок службы твердотельных накопителей. Кроме того, мы впервые рассматриваем температуру наших твердотельных накопителей на 2022 год и сравниваем температуру твердотельных накопителей и жестких дисков, чтобы увидеть, действительно ли твердотельные накопители работают медленнее.

По состоянию на 31 декабря 2022 г. в качестве загрузочных дисков на наших серверах хранения использовалось 2906 твердотельных накопителей. Было использовано 13 различных моделей, большинство из которых считаются потребительскими твердотельными накопителями, и мы коснемся того, почему мы используем потребительские твердотельные накопители, чуть позже. В этом отчете мы покажем годовую частоту отказов (AFR) для этих моделей приводов за различные периоды времени, сделав наблюдения и сделав оговорки, чтобы помочь интерпретировать представленные данные.

Набор данных, на котором основан этот отчет, доступен для загрузки на нашей веб-странице тестовых данных Drive Stats. Данные SSD объединяются с данными HDD в одних и тех же файлах. К сожалению, сами данные не различают типы дисков SSD и HDD, поэтому вам нужно использовать поле модели, чтобы сделать это различие. Если вы просто ищете данные SSD, начните с Q4 2018 и продолжайте.

Ежегодная частота отказов твердотельных накопителей за 2022
Как уже отмечалось, на конец 2022 года в наших серверах хранения в эксплуатации находилось 2 906 твердотельных накопителей. В таблице ниже приведены данные за 2022 год. Позже мы сравним данные за 2022 год с предыдущими годами.


Наблюдения и предостережения

• На 2022 год у семи из 13 моделей накопителей не было сбоев. Шесть из семи моделей имели ограниченное количество дней эксплуатации — менее 10 000 — а это означает, что данных недостаточно, чтобы сделать надежный прогноз частоты отказов этих моделей дисков.
• Твердотельный накопитель Dell (модель: DELLBOSS VD) не имеет сбоев в 2022 году и имеет более 100 000 рабочих дней в году. Полученный AFR превосходен, но это твердотельный накопитель M.2, установленный на карту PCIe (форм-фактор половинной длины и половинной высоты), предназначенный для серверных развертываний, и поэтому он может быть недоступен. Кстати, BOSS расшифровывается как Boot Optimized Storage Solution.
• Помимо твердотельного накопителя Dell, еще три модели накопителей имеют более 100 000 рабочих дней в году, поэтому данных достаточно, чтобы оценить интенсивность их отказов. Из трех моделей Seagate (модель: ZA250CM10003, он же: Seagate BarraCuda 120 SSD ZA250CM10003) имеет самый низкий AFR — 0,73%, Crucial (модель: CT250MX500SSD1) — следующий с AFR 1,04% и, наконец, Seagate (( модель: ZA250CM10002, она же: Seagate BarraCuda SSD ZA250CM10002) обеспечивает AFR 1,98% на 2022 год.

Ежегодная частота отказов твердотельных накопителей на 2020, 2021 и 2022 годы
На приведенной выше годовой диаграмме за 2022 год представлены данные о событиях, которые произошли только в 2022 году. Ниже мы сравниваем годовые данные за 2022 год с годовыми данными за 2020 и 2021 годы (соответственно), где данные за каждый год представляют только события, произошедшие в этот период.


Наблюдения и предостережения

• Как и ожидалось, диски Crucial (модель: CT250MX500SSD1) хорошо восстановились в 2022 году после нескольких ранних сбоев в 2021 году. Мы ожидаем, что эта тенденция сохранится.
• В 2022 году были представлены четыре новые модели, хотя ни у одной из них не было достаточного количества дней вождения, чтобы выявить какие-либо закономерности, хотя по состоянию на конец 2022 года ни одна из четырех моделей не вышла из строя.
• Два из 250-гигабайтных дисков Seagate использовались все три года, но они развивались в разных направлениях. Жесткий диск Seagate (модель: ZA250CM10003) за все три года показал показатель AFR менее 1%. В то время как AFR для диска Seagate (модель: ZA250CM10002) снизился в 2022 году почти до 2%. Модель ZA250CM10003 новее двух примерно на год. В остальном разница незначительна, за исключением того, что ZA250CM10003 потребляет меньше энергии в режиме ожидания, 116 мВт против 185 мВт у ZA250CM10002. Будет интересно посмотреть, как поведет себя младшая модель в следующем году. Будет ли он следовать тенденции своего старшего брата и начнет чаще терпеть неудачи, или же он проложит свой собственный курс?

Температура SSD и AFR: первый взгляд
Прежде чем мы перейдем к частоте отказов SSD за весь срок службы, давайте поговорим о статистике SSD SMART. Здесь, в Backblaze, мы уже несколько месяцев боремся со статистикой SSD SMART, и одна вещь, которую мы обнаружили, заключается в том, что атрибуты или даже названия, которые производители SSD используют для записи своих различных данных SMART, не очень последовательны. Например, такие термины, как выравнивание износа, выносливость, срок службы, срок службы, записанные LBA, прочитанные LBA и т. д., используются разными производителями непоследовательно, часто с использованием разных атрибутов SMART, а иногда они вообще не записываются.

Одним из атрибутов SMART, который кажется постоянным (почти), является температура диска. SMART 194 (необработанное значение) записывает внутреннюю температуру SSD в градусах Цельсия. Мы говорим «почти», потому что твердотельный накопитель Dell (модель: DELLBOSS VD) не сообщает необработанные или нормализованные значения для SMART 194. На приведенной ниже диаграмме показана среднемесячная температура для остальных твердотельных накопителей, находящихся в эксплуатации в течение 2022 года.



Наблюдения и предостережения

• В среднем в месяц производилось 67 724 наблюдения, от 57 015 в феврале до 77 174 в декабре. В 2022 году средняя температура за этот период изменилась всего на один градус Цельсия от минимального значения 34,4 градуса Цельсия до максимального значения 35,4 градуса Цельсия.
• В 2022 году средняя температура составила 34,9 градуса по Цельсию. Средняя температура жестких дисков в тех же серверах хранения за тот же период составила 29,1 градуса Цельсия. Эта разница, кажется, идет вразрез с общепринятым мнением, согласно которому твердотельные накопители работают холоднее, чем жесткие диски. Одна из возможных причин заключается в том, что на всех наших серверах хранения загрузочные диски находятся дальше от холодного прохода, чем диски с данными. То есть диски с данными первыми получают холодный воздух. Если у вас есть какие-либо мысли, дайте нам знать в комментариях.
• Колебание температуры на всех дисках в 2022 году колебалось от 20 градусов Цельсия (четыре наблюдения) до 61 градуса Цельсия (одно наблюдение). На приведенной ниже диаграмме показаны наблюдения за твердотельными накопителями в этом диапазоне температур.

Форма кривой должна выглядеть знакомо: это колоколообразная кривая. Мы видели тот же тип кривой при построении графика температуры жестких дисков сервера хранения. Кривая SSD предназначена для всех работающих SSD-накопителей, кроме SSD-накопителей Dell. Мы попытались построить такую же кривую для отказавших твердотельных накопителей, но с учетом всего 25 отказов в 2022 году кривая была бессмысленной.

Частота отказов твердотельных накопителей за весь срок службы
Частота отказов за весь срок службы основана на данных за все время эксплуатации данной модели диска в нашей системе. Эти данные относятся к четвертому кварталу 2018 года, хотя большая часть накопителей была введена в эксплуатацию за последние три года. В таблице ниже показан срок службы AFR для всех моделей SSD-накопителей, находящихся в эксплуатации по состоянию на конец 2022 года.


Наблюдения и предостережения
Общий AFR за весь срок службы составлял 0,89% на конец 2022 г. Это ниже, чем AFR за весь срок службы, составлявший 1,04% на конец 2021 г.
Существует несколько очень больших доверительных интервалов. Это связано с ограниченным объемом данных (дней вождения) для этих моделей дисков. Например, для модели WDC WD Blue SA510 2.5 всего 104 дня вождения. По мере накопления большего количества данных эти доверительные интервалы должны становиться более точными.
Нам нравится видеть доверительный интервал 1,0% или меньше для данной модели привода. Только три модели приводов соответствовали этому критерию:

• Модель Dell DELLBOSS VD: срок службы AFR–0,00 %
• Модель Seagate ZA250CM10003: срок службы AFR–0,66 %
• Модель Seagate ZA250CM10002: срок службы AFR–0,96 %

Твердотельный накопитель Dell, как отмечалось ранее в этом отчете, представляет собой твердотельный накопитель M.2, установленный на карту PCIe, и может быть недоступен в широкой продаже. Два диска Seagate являются твердотельными накопителями потребительского уровня. В нашем случае для наших нужд подойдет менее дорогой SSD потребительского уровня, так как на загрузочном диске нет данных клиента, только загрузочные файлы, а также файлы журнала и временные файлы. Совсем недавно, когда мы приобрели серверы хранения у Supermicro и Dell, они объединяют все компоненты вместе по цене за единицу за сервер хранения. Если этот комплект включает твердотельные накопители корпоративного класса или твердотельный накопитель M.2 на карте PCIe, нас это устраивает.

Данные статистики SSD
Мы признаем, что 2906 твердотельных накопителей — это относительно небольшое количество дисков, на которых можно проводить наш анализ, и хотя это число приводит к более широким, чем хотелось бы, доверительным интервалам, это только начало. Разумеется, мы продолжим добавлять в учебную группу загрузочные SSD-накопители, что повысит достоверность представленных данных. Тем временем мы ожидаем, что наши читатели оценят представленные данные со своей обычной скептической точки зрения и будут использовать их соответствующим образом.

Полный набор данных, использованный для создания информации, используемой в этом обзоре, доступен на нашей странице данных тестирования жесткого диска. Как отмечалось ранее, вы найдете данные SSD и HDD в одних и тех же файлах, и вам придется использовать номер модели, чтобы отличить одну запись от другой. Вы можете скачать и использовать эти данные бесплатно в своих целях. Все, что мы просим, это три вещи: 1) вы указываете Backblaze в качестве источника, если вы используете данные, 2) вы соглашаетесь с тем, что вы несете единоличную ответственность за то, как вы используете данные, и 3) вы никому не продаете эти данные; это бесплатно.
www.backblaze.com/b2/hard-drive-test-data.html

Удачи, и дайте нам знать, если вы найдете что-нибудь интересное.