NVMe, SATA SSD и HDD: как выбрать накопитель для выделенного сервера

Современные бизнесы требуют обработки больших объемов данных, а старожил HDD часто не справляется с такой нагрузкой. И хотя некоторые пользователи все еще отдают ему предпочтение, набирает популярность новое поколение накопителей, которое значительно отличается скоростью и производительностью.

При выборе серверного оборудования важно понимать разницу между видами накопителей, в частности HDD, SSD и NVMe. Выбор часто зависит от необходимой скорости обработки данных, доступной мощности, надежности и выделенного бюджета. Наша сравнительная статья поможет вам понять разницу между этими видами накопителей и найти оптимальный вариант для вашего выделенного сервера.

Что такое HDD, SATA SSD и NVMe?

Это самые распространенные варианты дисковых подсистем в серверах. HDD – механический жесткий диск. SSD бывают двух основных форм-факторов по интерфейсу:

• SATA SSD – подключается через шину SATA, скорость которой ограничена. 
• NVMe SSD – работает поверх PCIe с протоколом NVMe, обеспечивает гораздо более высокую пропускную способность и IOPS.

Физическое строение (механика или флеш-память) и используемый интерфейс напрямую влияют на скорость передачи данных, задержки и общую производительность. Далее рассмотрим каждый тип подробнее.

HDD (Hard Disk Drive)

HDD – это традиционный жесткий диск, предназначенный для долговременного хранения всей информации пользователя, включая операционную систему, драйверы, программы и личные файлы. Внутри HDD содержатся магнитные пластины (диски), вращающиеся вокруг шпинделя. Они различаются по своему форм-фактору, а именно:

• 3,5″ SATA (5 400-7 200 об/мин) – бюджетные решения, потребительские SATA-диски с пропускной способностью до 6 Гбит/с.  
• 2,5″/3,5″ SAS (10 000-15 000 об/мин) – серверные (enterprise) диски с интерфейсом SAS. Это уже профессиональные диски с пропускной способностью до 12 Гбит/с.

Данные считываются и записываются с помощью подвижных головок, которые размещаются над поверхностью этих пластин.

Преимущества HDD

• Очень большой объем по низкой цене; 
• Долговременное хранение данных.

Недостатки HDD

• Высокая задержка и ограниченная IOPS из-за того, что доступ к данным осуществляется физически.
• Из-за наличия подвижных частей HDD чувствительны к механическим повреждениям и вибрациям.
• Больше тепловыделения и шума.
• Восстановить данные после взлома диска возможно, однако такая работа будет недешевой и не всегда успешной.

SATA SSD (Serial Advanced Technology Attachment)

SSD (Solid State Drive) – твердотельный накопитель, в котором данные хранятся не на вращающихся дисках, а в чипах флеш-памяти NAND.

SATA – это интерфейс передачи данных, который подсоединяет накопитель к материнской плате. Изначально он разрабатывался под HDD, поэтому скорость обмена данными несколько ограничена пропускной способностью интерфейса. Несмотря на это, новое поколение накопителей значительно быстрее и производительнее, ведь не зависит от механического движения частей устройства.

Преимущества SATA SSD

• Отсутствие движущихся частей предполагает меньший риск механических отказов, простоев и повышенную надежность системы без дополнительных мер защиты от вибраций или ударов.
• Низкая задержка доступа (0,05-0,2 мс), что является ключевым для молниеносного отклика приложений и баз данных. Пользователи не ждут загрузки, а запросы обрабатываются быстро, даже при больших объемах.
• Высокая последовательная пропускная способность. Для вас как для клиента – это существенная экономия времени на операциях с диском (быстрая передача больших файлов, ускоренные резервные копии). 
• Быстрый старт системы и приложений предусматривает мгновенную перезагрузку и восстановление после сбоев и в целом минимальное время простоя при обслуживании.
• Нет деградации из-за износа механики. По сути, SATA SSD = стабильная производительность с годами (за исключением высокоинтенсивных записей) и значительно меньше непредвиденных просадок скорости.

Недостатки SSD

• Более высокая стоимость. По сравнению с HDD – начальная инвестиция в дисковую подсистему выше, поэтому аренда таких серверов будет дороже.
• Возможен спад скорости при заполнении более чем на 80-90%. В случае с классическими SSD обязательно следует оставлять «буфер» свободного пространства или использовать over-provisioning, чтобы избежать проседаний во время пиковых нагрузок. 
• Из-за более сложного восстановления данных необходимо планировать регулярные резервные копии и RAID-конфигурации. 
• Постепенная потеря данных без питания. SSD желательно не использовать для долговременного архивного хранения без питания; для архивов лучше применять HDD или другие носители.

NVMe SSD (Non-Volatile Memory Express)

NVMe – это современный протокол обмена данными для SSD, который работает через шину PCIe (PCI Express). В отличие от SATA SSD, NVMe SSD подключаются напрямую к PCIe-слотам и развивает скорость до 14 000 МБ/с (PCIe 5.0), низкую задержку ≈ 0,02-0,1 мс вместо 0,5-1 мс у SATA SSD и способность обрабатывать много запросов одновременно (очереди команд до ~64 000).

Это делает NVMe SSD отличным выбором для серверов и VPS с большой нагрузкой, где важна быстрая работа баз данных, виртуальных машин и больших файлов.

Преимущества NVMe SSD:

• Максимальная скорость передачи данных – файлы загружаются и копируются почти мгновенно. 
• Минимальные задержки – из-за чего базы данных и веб-приложения отвечают мгновенно. 
• Сервер без проблем обрабатывает большое количество запросов от пользователей.
• Из-за прямого подключения к PCIe меньше нагрузка на процессор, и соответственно больше ресурсов под ваши приложения.

Недостатки NVMe SSD:

• Несколько выше цена, если сравнивать с SATA SSD.

HDD vs SATA vs NVMe на выделенном сервере

В процессе выбора выделенного сервера с соответствующим накопителем, предлагаем ознакомиться с нашей сравнительной таблицей характеристик самых популярных решений:

Критерий	HDD	SATA SSD	NVMe SSD
Тип памяти	Механический диск	Флеш-память	Флеш-память
Интерфейс	SATA	SATA	PCIe
Скорость чтения и записи данных	До 160 МБ/с	До 550 МБ/с	До 14000 МБ/с (PCIe 5.0 х4)
IOPS	До 100	До 100 000	До 500 000
Время отклика	~10 мс	~0,1 мс	~0,02 мс
Пропускная способность	160 МБ/с (ограничено механикой: вращение пластин, головки и т.д.)	600 МБ/с	7300 МБ/с
Для каких задач подходит	Хранение архивов, резервного копирования, файлов больших объемов, где скорость доступа не критична	Хостинг сайтов, корпоративные системы, базы данных умеренного объема	Обработка больших объемов данных, ресурсы с большим количеством запросов, облачные сервисы, виртуализация и другие задачи, требующие высокой производительности

Почему NVMe – оптимальный выбор для дедика?

Когда нужно обрабатывать большие объемы данных, чаще всего выбирают именно выделенный сервер, а NVMe прекрасно подходит для таких задач благодаря своей скорости, производительности и надежности. Рассмотрим подробнее, почему стоит выбрать NVMe SSD для своего дедика:

Высокая скорость чтения и записи

Скорость чтения интерфейса PCIe 5.0 x4 колеблется от 10 000 МБ/с до 14 000 МБ/с, что значительно превышает максимальные показатели интерфейса SATA III – 600 МБ/с. А скорость последовательной записи обычно находится в диапазоне 9 000-12 000 МБ/с или даже выше, в зависимости от конкретной модели и технологии NAND-памяти.

Важно понимать, что заявленные максимальные скорости могут отличаться от реальных, поскольку на производительность влияют контроллер SSD, тип NAND, заполненность диска и общая конфигурация системы. Важными также являются:

• Вид модели PCIe 5.0. Модели первых поколений обеспечивают до 10 000 МБ/с, тогда как более новые решения могут достигать 12 000 МБ/с-14 000+ МБ/с.
• Уровень охлаждения. Во время высокой нагрузки диски могут значительно нагреваться, поэтому для сохранения стабильной производительности следует обеспечить эффективное охлаждение системы.

Обработка больших объемов данных

Если на сервере нужно хранить много файлов, NVMe способен минимизировать задержки в их обработке. Это делает его идеальным выбором для бухгалтерского учета, виртуализации, e-commerce и работы с Big Data.

Сниженные задержки IOPS

Этот накопитель способен совершать до 500 000 операций ввода/вывода за 1 секунду, что обеспечивает высокую производительность сервера даже при максимальных нагрузках.

Лучшее масштабирование 

NVMe поддерживает современный интерфейс PCIe, который модернизируется с каждой новой версией. Поэтому, если вам не хватает производительности, NVMe позволяет ее расширить.

Надежность и долговечность

Благодаря отсутствию движущихся частей, NVMe устойчив к механическим повреждениям, что увеличивает срок его службы и минимизирует вероятность потери данных из-за неисправности диска.

Когда точно нужен NVMe, а когда достаточно SATA SSD или HDD?

Каждый накопитель имеет свою производительность и скорость обработки данных, поэтому выбор зависит от задач и назначения выделенного сервера. 

Если вы работаете с большим объемом данных и вам важно минимизировать задержки в их обработке – выбирайте NVMe. Этот накопитель предлагает широкие возможности масштабирования, и вам не придется в самые неожиданные моменты докупать железо. NVMe SSD станет идеальным решением для:

• Production-баз на PostgreSQL. Снижаются задержки IOPS и повышается пропускная способность, что критически важно в обработке большого количества одновременных запросов.
• Docker и виртуализации. Скоростное чтение и запись данных позволяет запускать и масштабировать десятки контейнеров или виртуальных машин.
• Масштабных eCommerce-проектов. Ускоренная загрузка страниц, мгновенная обработка запросов, устойчивая производительность даже во время пиковой нагрузки.
• Анализа Big Data. Обработка больших массивов информации со сверхбыстрым доступом и высокой производительностью для эффективной аналитики и вычислений.
• ИИ и машинного обучения. Увеличение скорости индексации, парсинга, загрузки моделей и временных вычислений.

Если вашему проекту достаточно средней производительности за оптимальную цену – SATA SSD будет отличным выбором. SATA SSD оптимальный для таких проектов:

• Малых и средних сайтов. Стабильная загрузка страниц, которые не имеют пиковой нагрузки, в частности блогов, корпоративных сайтов и т.д.
• Баз данных. Оптимальное соотношение скорости и производительности в рутинной обработке данных.
• Разработки и тестирования. Стартовые этапы разработки и тестирования проекта со средней нагрузкой по доступной цене.

Старый добрый HDD все еще остается популярным выбором для низкопроизводительных задач, предлагая экономически выгодное решение. Его мощностей хватит для:

• Архивирования и резервного копирования. Доступ к большому объему памяти с долгосрочным хранением файлов по низкой цене.
• Потребностей малого бизнеса. Хранение документов, баз данных и резервных копий без особых финансовых затрат.
• Сайтов с низким трафиком. Обработка запросов веб-сайтов, которые не имеют скачков нагрузки и не требуют высокой производительности ресурса.

Подытожим

Выбор накопителя для выделенного сервера зависит от его назначения. Если вашему проекту достаточно средней производительности – выбирайте SATA SSD. Для масштабных задач, требующих стабильности, высокой скорости чтения и записи – рекомендуем NVMe SSD.

В HostPro мы внедрили NVMe-диски на всех тарифах выделенных серверов, чтобы обеспечить быструю обработку данных и минимальные задержки для наших клиентов. Если вы сомневаетесь с выбором оптимального накопителя для вашего дедика – обращайтесь в наш отдел корпоративных продаж по адресу [email protected]. Мы поможем подобрать вариант с наилучшим соотношением цены и производительности для стабильной и эффективной работы вашего сервера.