آیا پر شدن هارد SSD باعث کاهش سرعت آن می شود؟

یکی از بزرگترین مزایای ارتقا به هارد SSD، سرعت فوق‌العاده‌ای است که نسبت به هارد دیسک‌های سنتی ارائه می‌دهد. سیستم‌عامل به سرعت بوت می‌شود، برنامه‌ها در چشم به هم زدنی باز می‌شوند و انتقال فایل‌ها با سرعت نور انجام می‌پذیرد. اما یک سوال رایج در میان کاربران وجود دارد: آیا پر شدن حافظه اس اس دی می‌تواند سرعت آن را کاهش دهد؟ در این مقاله به طور کامل به این موضوع می‌پردازیم.

هارد اس اس دی چگونه کار می‌کند؟ (مقدمه‌ای کوتاه)

برخلاف هارد دیسک‌های مکانیکی که از صفحات چرخان و هد خواندن/نوشتن استفاده می‌کنند، هارد SSD یا حافظه اس اس دی از تراشه‌های حافظه فلش NAND تشکیل شده است. داده‌ها در واحدهای کوچکتری به نام “صفحه” (Page) نوشته می‌شوند، اما پاک کردن اطلاعات تنها در واحدهای بزرگتری به نام “بلوک” (Block) امکان‌پذیر است. این تفاوت بین اندازه صفحه و بلوک، نقش مهمی در نحوه مدیریت داده‌ها و عملکرد هارد اس اس دی دارد.

چالش پاک کردن و نوشتن در هارد اس اس دی

هنگامی که نیاز به نوشتن اطلاعات جدید روی یک بلوک از هارد SSD دارید که حاوی اطلاعات قدیمی یا منسوخ شده است، فرآیند کمی پیچیده‌تر از هارد دیسک می‌شود. هارد اس اس دی نمی‌تواند به سادگی اطلاعات قدیمی را بازنویسی کند. در عوض، کنترلر SSD باید مراحل زیر را طی کند:

1. تمام اطلاعات “معتبر” (valid) موجود در آن بلوک را پیدا کرده و به یک بلوک خالی جدید منتقل کند.
2. کل بلوک قدیمی را به طور کامل پاک (Erase) کند.
3. اطلاعات جدید را در بلوک خالی شده یا یک بلوک خالی دیگر بنویسد.

این فرآیند “Read-Modify-Write” نامیده می‌شود و زمان‌برتر از نوشتن مستقیم روی یک فضای خالی است.

آیا پر شدن هارد SSD باعث کاهش سرعت آن می شود؟ (1)

جمع‌آوری زباله (Garbage Collection) و TRIM: قهرمانان پنهان هارد اس اس دی

برای اینکه هارد اس اس دی همیشه آماده نوشتن سریع باشد، کنترلر آن فرآیندی به نام “جمع‌آوری زباله” (Garbage Collection – GC) را در پس‌زمینه انجام می‌دهد. GC بلوک‌هایی را که حاوی اطلاعات نامعتبر (پاک شده توسط کاربر) هستند، شناسایی کرده و با انتقال اطلاعات معتبر باقی‌مانده به بلوک‌های دیگر، آن‌ها را برای پاک شدن کامل آماده می‌کند. این کار باعث ایجاد بلوک‌های کاملاً خالی می‌شود که نوشتن اطلاعات جدید روی آن‌ها بسیار سریع‌تر است.

دستور TRIM نیز که توسط سیستم عامل (مانند ویندوز) پشتیبانی می‌شود، به GC کمک می‌کند. وقتی شما فایلی را در سیستم عامل پاک می‌کنید، به جای اینکه SSD فوراً آن را پاک کند، سیستم عامل با ارسال دستور TRIM به SSD اعلام می‌کند که این فضا دیگر مورد نیاز نیست. این به SSD اجازه می‌دهد تا فرآیند جمع‌آوری زباله را برای آن بلوک‌ها در زمان‌های بیکاری سیستم انجام دهد و آن‌ها را پیشاپیش برای نوشتن‌های بعدی آماده کند.

چرا پر شدن هارد SSD باعث کاهش سرعت می‌شود؟

حالا به سوال اصلی می‌رسیم. وقتی هارد SSD شما تقریباً پر است، فضای خالی کمتری برای کنترلر جهت انجام بهینه فرآیندهای جمع‌آوری زباله و TRIM وجود دارد. دلایل کاهش سرعت عبارتند از:

1. نیاز بیشتر به Read-Modify-Write: با کمتر شدن بلوک‌های کاملاً خالی، SSD مجبور است دفعات بیشتری فرآیند Read-Modify-Write را برای نوشتن اطلاعات جدید انجام دهد، که زمان‌بر است.
2. کاهش فضای Over-Provisioning: سازندگان SSD بخشی از ظرفیت کلی درایو را به عنوان “Over-Provisioning” رزرو می‌کنند که برای جمع‌آوری زباله، تراز کردن سایش (Wear Leveling) و جایگزینی بلوک‌های خراب استفاده می‌شود. وقتی درایو پر می‌شود، این فضای رزرو شده نیز کمتر در دسترس است.
3. فشار بیشتر بر کنترلر: کنترلر SSD باید سخت‌تر کار کند تا فضای خالی مورد نیاز برای عملیات نوشتن را فراهم کند، که این خود می‌تواند باعث کاهش سرعت کلی شود.

در نتیجه، نوشتن اطلاعات روی یک هارد اس اس دی پر، به خصوص در حجم‌های بالا و به صورت مداوم، می‌تواند کندتر از نوشتن روی همان هارد SSD در زمانی که بخش قابل توجهی از ظرفیت آن خالی است، باشد. البته سرعت خواندن (Read Speed) معمولاً کمتر تحت تأثیر قرار می‌گیرد.

آیا همه انواع هارد اس اس دی تحت تاثیر قرار می‌گیرند؟

بله، این پدیده اصولاً برای تمام انواع هارد اس اس دی که از حافظه فلش NAND استفاده می‌کنند، رخ می‌دهد، از جمله:

• هارد اینترنال SSD (مانند مدل‌های 2.5 اینچی SATA یا هارد SSD M2) که به طور مداوم برای سیستم عامل و برنامه‌ها استفاده می‌شوند، بیشتر در معرض این تاثیر قرار دارند.
• هارد SSD اکسترنال اگرچه ممکن است کمتر مورد استفاده برای نوشتن مداوم قرار گیرد، اما در صورت انتقال حجم زیادی از داده‌ها و پر شدن آن، می‌تواند کاهش سرعت در نوشتن را تجربه کند.

میزان کاهش سرعت بسته به کیفیت کنترلر SSD، نوع حافظه فلش استفاده شده و الگوی استفاده شما متفاوت است.

راه حل چیست؟ فضای خالی کافی نگه دارید!

برای حفظ عملکرد بهینه هارد اس اس دی، توصیه می‌شود همیشه بخشی از ظرفیت آن را خالی نگه دارید. معمولاً توصیه می‌شود حداقل 10 تا 20 درصد از ظرفیت کل هارد SSD را خالی بگذارید تا کنترلر بتواند به طور موثر فرآیندهای جمع‌آوری زباله و TRIM را انجام دهد و بلوک‌های خالی کافی برای نوشتن‌های سریع در دسترس باشند.

مطمئن شوید که سیستم عامل شما از TRIM پشتیبانی می‌کند و این ویژگی فعال است (در ویندوز معمولاً به طور پیش‌فرض فعال است).

آیا پر شدن هارد SSD باعث کاهش سرعت آن می شود؟ (2)

نتیجه‌گیری

بنابراین، پاسخ به سوال “آیا پر شدن هارد SSD باعث کاهش سرعت آن می‌شود؟” بله است، به خصوص در مورد سرعت نوشتن و زمانی که درایو بسیار پر است. با این حال، با توجه به پیشرفت‌های تکنولوژی در کنترلرهای SSD و الگوریتم‌های جمع‌آوری زباله و همچنین وجود دستور TRIM در سیستم عامل‌ها، این کاهش سرعت نسبت به نسل‌های اولیه SSD کمتر محسوس است.

کلید حفظ عملکرد خوب هارد اس اس دی شما این است که همیشه مقدار مناسبی فضای خالی برای آن در نظر بگیرید.

اگر قصد خرید هارد اینترنال جدید یا ارتقا به هارد SSD با ظرفیت مناسب را دارید، می‌توانید انواع مدل‌های هارد اس اس دی، از جمله هارد SSD M2 یا هارد SSD اکسترنال را در فروشگاه اینترنتی هارد سرا مشاهده و با اطمینان خرید کنید. ما بهترین گزینه‌ها را برای نیازهای مختلف شما فراهم آورده‌ایم.