Почему заполненный SSD записывает медленнее старого жёсткого диска и сколько места на нём оставлять

Знакомая картина: купили ноутбук с SSD, первый год всё летало. Потом вы копируете на диск папку с фотографиями из отпуска, первые секунды окошко показывает сотни мегабайт в секунду, а затем скорость проваливается в несколько раз, и дальше файлы ползут, как на старом компьютере. Диск при этом исправен. Просто на нём почти не осталось свободного места.

Сразу оговорюсь: тормозит именно запись. Игры и Windows с заполненного диска грузятся так же быстро, ведь загрузка — это чтение, а скорость чтения от заполненности почти не зависит. Страдает всё, что на диск пишется: копирование файлов, установка игр, распаковка архивов, обновления системы.

Звучит странно: SSD же не жёсткий диск, ему не нужно гонять головку по пластине, и какая разница, сколько на нём файлов. Разница есть, и она прячется в том, как SSD умудряется писать быстро.

Большинство современных SSD хранят в одной ячейке памяти три бита (TLC) или даже четыре (QLC). Так дешевле, но выставлять в ячейке столько уровней заряда приходится медленно и аккуратно. Поэтому производители идут на хитрость: часть пустых ячеек временно работает в режиме SLC, по одному биту на ячейку. Такая запись в разы быстрее, но и места тратит втрое-вчетверо больше. Получается скоростной черновик: новые данные сначала падают туда, а потом, когда диск простаивает, контроллер спокойно переписывает их в основную память.

А теперь главное: черновик собирают из свободного места. Пока диск пустой, его много. Когда диск заполняется, черновику просто не из чего строиться.

Лучше всего это видно по Samsung 870 QVO на 1 ТБ, недорогому SSD на памяти QLC. Samsung честно пишет в спецификации: заявленные 530 МБ/с записи измерены с включённым буфером TurboWrite. Буфер может разрастись до 42 ГБ, но, как выяснили в PC Gamer, для этого на диске должно быть свободно 168 ГБ. Чем меньше свободного места, тем меньше буфер, а на почти полном диске от него остаётся только постоянная часть на 6 ГБ. А когда кончается и она, скорость записи, по данным самой Samsung, падает до 80 МБ/с. Обычный жёсткий диск WD Blue на 1 ТБ стабильно пишет 150 МБ/с, почти вдвое быстрее.

То есть копирование видео на 20 ГБ на почти заполненный 870 QVO большей частью пройдёт со скоростью ниже, чем у обычного жёсткого диска. На пустом диске то же видео целиком влезло бы в быстрый буфер.

Можно решить, что это беда только дешёвых дисков на памяти QLC. Не только. Сайт TechPowerUp в каждом обзоре заполняет SSD до конца и смотрит, что происходит со скоростью. Lexar NM710, обычный NVMe-накопитель, держит 1-1,5 ГБ/с примерно до 70 % заполнения, а потом проседает до 500 МБ/с. Kingston NV3 после исчерпания кэша падает до 200 МБ/с. Team Group MP44L на почти полном диске пишет около 300 МБ/с. Это всё ещё быстрее жёсткого диска, но совсем не те скорости, за которые платили.

Есть и вторая причина, менее заметная. SSD не умеет записывать новые данные поверх старых. Он пишет только в чистые страницы памяти, а стирать умеет лишь целыми блоками, в которых много страниц. Поэтому контроллер постоянно занят уборкой: собирает ещё нужные данные из полупустых блоков, переносит их в другое место и освобождает блок целиком. Пока свободных блоков много, уборка идёт незаметно в фоне. Когда их почти нет, контроллеру приходится убирать прямо во время вашей записи. Производители знают об этом и прячут от пользователя резерв: у серверных SSD Samsung по умолчанию это 6,7 % ёмкости, скрытые от вас и нужные контроллеру именно для этой уборки. Этот резерв можно увеличить: у дисков Samsung в программе Magician, у любых других — оставив часть диска неразмеченной.

Хорошая новость: всё это обратимо. Стоит освободить место и дать диску немного постоять без нагрузки, как контроллер перенесёт данные из черновика в основную память, и черновик снова вырастет. TechPowerUp прямо отмечает, что после простоя полная скорость записи возвращается.

Узнать, как ведёт себя именно ваш диск, несложно. Модель видна в «Диспетчере устройств» в разделе «Дисковые устройства». Дальше достаточно найти её обзор на TechPowerUp: в каждом обзоре SSD там есть раздел pSLC Cache с графиком записи на весь объём, где видно, сколько гигабайт диск пишет быстро и до какой скорости проседает потом. Если память в нём QLC, за заполнением нужно следить особенно внимательно.

Сколько же места оставлять? Единой цифры нет, она зависит от модели. Но ориентиры понятны: тому же 870 QVO для полного буфера нужно свободными около 17 % ёмкости, а Lexar NM710 начинает сдавать после 70 % заполнения, то есть при 30 % свободного места. Если не хочется изучать обзор своей модели, держите свободными 20-30 % диска. Особенно это важно для дешёвых SSD на памяти QLC и для системного диска, куда постоянно что-то пишется.

И проверьте, что Windows помогает диску. Для этого откройте командную строку и введите fsutil behavior query DisableDeleteNotify. Ноль в ответе значит, что включён TRIM: система сообщает диску, какие блоки после удаления файлов можно освобождать. По умолчанию Windows раз в неделю ещё и проходится по SSD своей «Оптимизацией дисков». Это не дефрагментация, а повторная отправка тех же команд TRIM, так что выключать её не нужно.

А теперь признайтесь: насколько заполнен ваш SSD прямо сейчас и замечали ли вы, что копирование вдруг проседает?