SSD или HDD: что лучше для серверного хранения?

Если коротко: SSD быстрее в разы, HDD дешевле за терабайт. Универсального ответа нет - выбор зависит от нагрузки. Для баз данных и виртуализации берут SSD, для архивов и больших объёмов - HDD, а часто их комбинируют в одной системе. Разберём, чем они отличаются, что надёжнее и какой накопитель брать под конкретную задачу.

Чем SSD и HDD отличаются

HDD хранит данные на вращающихся магнитных пластинах, головка считывает их механически. SSD - это микросхемы флеш-памяти без движущихся частей. Отсюда и все различия: скорость, надёжность, цена, энергопотребление. Подробнее, что такое SSD, как он появился и какие бывают виды, - в отдельном разборе. Внутри самих SSD тоже есть разница: чем отличаются TLC и QLC по ресурсу и скорости записи, мы разобрали отдельно.

Если нужно глубже разобраться в накопителях, мы отдельно писали, чем отличаются жёсткие диски для серверов, а также про виды жёстких дисков.

Скорость и производительность

Разница в скорости заметнее всего на серверных задачах - там, где идёт много мелких операций ввода-вывода. Вот наш замер на идентичных серверах (Ubuntu Server 22.04, база 500 ГБ, без кэширования):

Такая разница критична для нагруженных баз данных, виртуализации (когда один сервер держит десятки виртуальных машин) и высоконагруженных веб-приложений. Но если данные читаются редко и большими блоками - например, архив или файловое хранилище - выигрыша по скорости почти не будет, а переплата за SSD не окупится.

Надёжность

У каждой технологии свои сильные стороны.

SSD: нет движущихся частей - устойчивы к вибрации и ударам, меньше греются, дают предсказуемое время отклика, имеют встроенную коррекцию ошибок. Слабое место - ограниченный ресурс записи: ячейки изнашиваются, и у накопителя есть лимит перезаписанных данных (TBW) и допустимое число перезаписей в день (DWPD).

HDD: проверенная временем механика, нет лимита на число перезаписей, стабильная скорость при долгой линейной записи. Данные при сбое чаще удаётся восстановить. Слабое место - механика: подшипники и головки изнашиваются, диск боится вибрации и ударов.

Три ошибки, которые дорого обходятся

• Экономия на мониторинге S.M.A.R.T. Без отслеживания состояния диск отказывает без предупреждения - не получится спланировать замену заранее.
• Desktop-SSD в сервере. У потребительских SSD нет защиты от потери питания (данные в кэше теряются при отключении) и малый ресурс записи - под серверную нагрузку они быстро выходят из строя. Для сервера нужны enterprise-модели.
• Игнорирование DWPD. Если выбрать SSD с ресурсом ниже реальной нагрузки на запись, он износится досрочно. Под интенсивную запись (БД, логи) берут диски с высоким DWPD.

Стоимость владения (TCO)

Сравнивать только цену за гигабайт - ошибка. В полную стоимость владения входят ещё энергопотребление, охлаждение, обслуживание и потери от простоев. Показательный пример - энергопотребление серверной стойки с 24 дисками за год:

• HDD-конфигурация: порядка 400 Вт → около 3500 кВт·ч в год.
• SSD-конфигурация: порядка 120 Вт → около 1050 кВт·ч в год.

Разница - примерно 2400 кВт·ч в год только на электричестве, плюс экономия на охлаждении (меньше тепла - меньше нагрузка на кондиционирование). На большом парке дисков это ощутимая статья бюджета. К этому добавьте обслуживание (HDD из-за механики требует больше внимания) и стоимость простоев - час простоя нагруженного сервиса часто дороже разницы в цене накопителей.

Какой накопитель под какую задачу

SSD оправдан, когда важна скорость:

• нагруженные базы данных (OLTP с тысячами транзакций в секунду, аналитика со сложными запросами);
• виртуализация и VDI, контейнеры;
• высоконагруженные веб-сервисы, кэширующие серверы, API с требованиями к задержке.

HDD оптимален, когда важен объём и цена:

• архивное и долгосрочное хранение, резервные копии;
• большие массивы данных, видеонаблюдение, медиатеки;
• некритичные системы - тестовые и учебные среды.

Практический ориентир по базам данных: до 100 ГБ под высокой нагрузкой - NVMe SSD; 100 ГБ - 1 ТБ со средней нагрузкой - SATA SSD; больше 1 ТБ с редкими обращениями - HDD. Под видеонаблюдение и бэкапы диски для NAS подбирают отдельно - там у HDD свои требования.

Гибридные решения

Не обязательно выбирать что-то одно - технологии комбинируют в одной системе:

• Тиринг данных. Горячие (часто запрашиваемые) данные лежат на SSD, тёплые и холодные - на HDD. Система сама перемещает блоки между уровнями по статистике обращений.
• Кэширование. Основной объём - на HDD, а часто используемые блоки кэшируются на SSD. Получается близкая к SSD скорость при цене ближе к HDD.

Так выходит компромисс: скорость SSD на горячих данных и дешёвый объём HDD на остальных. Подробнее - в материале о