NVMe, SATA SSD та HDD: як обрати накопичувач для виділеного сервера

Сучасні бізнеси потребують обробки великих обсягів даних, а старожил HDD часто не справляється з таким навантаженням. І хоча деякі користувачі все ще віддають йому перевагу, набирає популярності нове покоління накопичувачів, яке значно вирізняється швидкістю та продуктивністю.
При виборі серверного обладнання важливо розуміти різницю між видами накопичувачів, зокрема HDD, SSD та NVMe. Вибір часто залежить від необхідної швидкості обробки даних, доступної потужності, надійності та виділеного бюджету. Наша порівняльна стаття допоможе вам зрозуміти різницю між цими видами накопичувачів і знайти оптимальний варіант для вашого виділеного сервера.

Що таке HDD, SATA SSD та NVMe?

Це найпоширеніші варіанти дискових підсистем у серверах. HDD – механічний жорсткий диск. SSD бувають двох основних форм‑факторів за інтерфейсом:

• SATA SSD – підключається через шину SATA, швидкість якої обмежена. 
• NVMe SSD –  працює поверх PCIe з протоколом NVMe, забезпечує набагато вищу пропускну здатність та IOPS.

Фізична будова (механіка чи флешпам’ять) та використовуваний інтерфейс безпосередньо впливають на швидкість передачі даних, затримки й загальну продуктивність. Далі розглянемо кожен тип детальніше.

HDD (Hard Disk Drive)

HDD – це традиційний жорсткий диск, призначений для довготривалого зберігання всієї інформації користувача, включно з операційною системою, драйверами, програмами та особистими файлами. Всередині HDD містяться магнітні пластини (диски), що обертаються навколо шпинделя. Вони розрізняються за своїм форм-фактором, а саме:

• 3,5″ SATA (5 400-7 200 об/хв) – бюджетні рішення, споживчі SATA‑диски з пропускною здатністю до 6 Гбіт/с.  
• 2,5″/3,5″ SAS (10 000-15 000 об/хв) – серверні (enterprise) диски з інтерфейсом SAS. Це вже професійні диски з пропускною здатністю до 12 Гбіт/с.

Дані зчитуються та записуються за допомогою рухомих головок, які розміщуються над поверхнею цих пластин.

Переваги HDD

• Дуже великий обсяг за низькою ціною; 
• Довготривале зберігання даних.

Недоліки HDD

• Висока затримка й обмежена IOPS через те, що доступ до даних здійснюється фізично.
• Через наявність рухомих частин HDD чутливі до механічних пошкоджень й вібрацій.
• Більше тепловиділення та шуму.
• Відновити дані після зламу диска можливо, однак така робота буде недешевою і не завжди успішною.

SATA SSD (Serial Advanced Technology Attachment)

SSD (Solid State Drive) – твердотільний накопичувач, у якому дані зберігаються не на обертових дисках, а в чіпах флешпам’яті NAND.

SATA – це інтерфейс передачі даних, який підʼєднує накопичувач до материнської плати. Спочатку він розроблявся під HDD, тому швидкість обміну даними дещо обмежена пропускною здатністю інтерфейсу. Попри це, нове покоління накопичувачів значно швидше й продуктивніше, адже не залежить від механічного руху частин пристрою. 

Переваги SATA SSD

• Відсутність рухомих частин передбачає менший ризик механічних відмов і простоїв і підвищену надійність системи без додаткових заходів захисту від вібрацій чи ударів.
• Низька затримка доступу (0,05–0,2 мс), яка є надважливою для блискавичного відгуку додатків та баз даних. Користувачі не чекають завантаження, а запити обробляються швидко, навіть при великих обсягах.
• Висока послідовна пропускна здатність. Для вас як для клієнта – це суттєва економія часу на операціях з диском (швидка передача великих файлів, прискорені резервні копії). 
• Швидкий старт системи та додатків передбачає миттєве перезавантаження та відновлення після збоїв і загалом мінімальний час простою при обслуговуванні.
• Немає деградації через зношення механіки. По суті, SATA SSD = стабільна продуктивність з роками (за винятком високоінтенсивних записів) і значно менше непередбачених просідань швидкості.

Недоліки SSD

• Вища вартість. У порівнянні з HDD – початкова інвестиція в дискову підсистему вища, тому оренда таких серверів буде дорожча.
• Можливий спад швидкості при заповненні більше ніж на  80-90%. У випадку з класичними SSD обовʼязково слід залишати «буфер» вільного простору або використовувати over-provisioning, щоб уникнути просідань під час пікових навантажень. 
• Через складніше відновлення даних необхідно планувати регулярні резервні копії та RAID‑конфігурації. 
• Поступова втрата даних без живлення. SSD бажано не використовувати для довготривалого архівного зберігання без живлення; для архівів краще застосовувати HDD чи інші носії.

NVMe SSD (Non-Volatile Memory Express)

NVMe – це сучасний протокол обміну даними для SSD, який працює через шину PCIe (PCI Express). На відміну від SATA SSD, NVMe SSD підключаються безпосередньо до PCIe‑слотів й розвиває швидкість до 14 000 МБ/с (PCIe 5.0), низьку затримку ≈ 0,02–0,1 мс  замість 0,5–1 мс у SATA SSD і здатність обробляти багато запитів одночасно (черги команд до ~64 000).

Це робить NVMe SSD відмінним вибором для серверів і VPS із великим навантаженням, де важлива швидка робота баз даних, віртуальних машин та великих файлів.

Переваги NVMe SSD:

• Максимальна швидкість передачі даних – файли завантажуються й копіюються майже миттєво. 
• Мінімальні затримки – через що бази даних і вебдодатки відповідають миттєво. 
• Сервер без проблем обробляє велику кількість запитів від користувачів.
• Через пряме під’єднання до PCIe менше навантаження на процесор, і відповідно більше ресурсів під ваші програми.

Недоліки NVMe SSD:

• Дещо вища ціна, якщо порівнювати із SATA SSD.

HDD vs SATA vs NVMe на виділеному сервері

У процесі вибору виділеного сервера з відповідним накопичувачем, пропонуємо ознайомитися з нашою порівняльною таблицею характеристик найпопулярніших рішень:

Критерій	HDD	SATA SSD	NVMe SSD
Тип памʼяті	Механічний диск	Флешпам’ять	Флешпам’ять
Інтерфейс	SATA	SATA	PCIe
Швидкість читання та запису даних	До 160 МБ/с	До 550 МБ/с	До 14000 МБ/c (PCIe 5.0 х4)
IOPS	До 100	До 100 000	До 500 000
Час відгуку	~10 мс	~0,1 мс	~0,02 мс
Пропускна здатність	160 МБ/с (обмежено механікою: обертання пластин, головки тощо)	600 МБ/с	7300 МБ/с
Для яких задач підходить	Зберігання архівів, резервного копіювання, файлів великих обсягів, де швидкість доступу не критична	Хостинг сайтів, корпоративні  системи, бази даних помірного обсягу	Обробка великих обсягів даних, ресурси з великою кількістю запитів, хмарні сервіси, віртуалізація й інші задачі, які потребують високої продуктивності

Чому NVMe – оптимальний вибір для дедіка?

Коли потрібно обробляти великі обсяги даних, найчастіше обирають саме виділений сервер, а NVMe чудово підходить для таких задач завдяки своїй швидкості, продуктивності та надійності. Розгляньмо детальніше, чому варто обрати NVMe SSD для свого дедіка:

Висока швидкість читання та запису

Швидкість читання інтерфейсу PCIe 5.0 x4 коливається від 10 000 МБ/с до 14 000 МБ/с, що значно перевищує максимальні показники інтерфейсу SATA III – 600 МБ/с. А швидкість послідовного запису зазвичай перебуває в діапазоні 9 000-12 000 МБ/с або навіть вище, залежно від конкретної моделі та технології NAND-памʼяті.

Важливо розуміти, що заявлені максимальні швидкості можуть відрізнятися від реальних, оскільки на продуктивність впливають контролер SSD, тип NAND, заповненість диска та загальна конфігурація системи. Важливими також є:

• Вид моделі PCIe 5.0. Моделі перших поколінь забезпечують до 10 000 МБ/с, тоді як новіші рішення можуть досягати 12 000 МБ/с-14 000+ МБ/с.
• Рівень охолодження. Під час високого навантаження диски можуть значно нагріватися, тому для збереження стабільної продуктивності варто забезпечити ефективне охолодження системи.

Обробка великих обсягів даних

Якщо на сервері потрібно зберігати багато файлів, NVMe здатен мінімізувати затримки в їх обробці. Це робить його ідеальним вибором для бухгалтерського обліку, віртуалізації, e-commerce і роботи з Big Data.

Знижені затримки IOPS

Цей накопичувач здатен здійснювати до 500 000 операцій вводу/виводу за 1 секунду, що забезпечує високу продуктивність сервера навіть при максимальних навантаженнях.

Краще масштабування

NVMe підтримує сучасний інтерфейс PCIe, який модернізується з кожною новою версією. Тому, якщо вам не вистачає продуктивності, NVMe дозволяє її розширити.

Надійність та довговічність

Завдяки відсутності рухомих частин, NVMe стійкий до механічних пошкоджень, що збільшує термін його служби та мінімізує ймовірність втрати даних через несправність диска.

Коли точно потрібен NVMe, а коли достатньо SATA SSD чи HDD?

Кожен накопичувач має свою продуктивність та швидкість обробки даних, тому вибір залежить від завдань і призначення виділеного сервера. 

Якщо ви працюєте з великим обсягом даних і вам важливо мінімізувати затримки в їх обробці – обирайте NVMe. Цей накопичувач пропонує широкі можливості масштабування, і вам не доведеться в найнеочікуваніші моменти докуповувати залізо. NVMe SSD стане ідеальним рішенням для:

• Production-баз на PostgreSQL. Знижуються затримки IOPS і підвищується пропускна здатність, що критично важливо в обробці великої кількості одночасних запитів.
• Docker і віртуалізації. Швидкісне читання та запис даних дає змогу запускати й масштабувати десятки контейнерів або віртуальних машин.
• Масштабних eCommerce-проєктів. Прискорене завантаження сторінок, миттєва обробка запитів, стійка продуктивність навіть під час пікового навантаження.
• Аналізу Big Data. Обробка великих масивів інформації з надшвидким доступом і високою продуктивністю для ефективної аналітики й обчислень.
• ШІ та машинного навчання. Збільшення швидкості індексації, парсингу, завантаження моделей і тимчасових обчислень.

Якщо вашому проєкту достатньо середньої продуктивності за оптимальну ціну – SATA SSD буде чудовим вибором. SATA SSD оптимальний для таких проєктів:

• Малих і середніх сайтів. Стабільне завантаження сторінок, які не мають пікового навантаження, зокрема блогів, корпоративних сайтів тощо.
• Баз даних. Оптимальне співвідношення швидкості та продуктивності в рутинній обробці даних.
• Розробки та тестування. Стартові етапи розробки та тестування проєкту із середнім навантаженням за доступною ціною.

Старий добрий HDD все ще залишається популярним вибором для низькопродуктивних завдань, пропонуючи економічно вигідне рішення. Його потужностей вистачить для:

• Архівування та резервного копіювання. Доступ до великого обсягу памʼяті із довгостроковим збереженням файлів за низькою ціною.
• Потреб малого бізнесу. Зберігання документів, баз даних і резервних копій без особливих фінансових витрат.
• Сайтів з низьким трафіком. Обробка запитів вебсайтів, які не мають стрибків навантаження й не потребують високої продуктивності ресурсу.

Підсумуємо

Вибір накопичувача для виділеного сервера залежить від його призначення. Якщо вашому проєкту достатньо середньої продуктивності – обирайте SATA SSD. Для масштабних задач, які потребують стабільності, високої швидкості читання та запису – рекомендуємо NVMe SSD.

У HostPro ми впровадили NVMe-диски на всіх тарифах виділених серверів, щоб забезпечити швидку обробку даних і мінімальні затримки для наших клієнтів. Якщо ви вагаєтесь із вибором оптимального накопичувача для вашого дедіка – звертайтесь до нашого відділу корпоративних продажів за адресою [email protected]. Ми допоможемо підібрати варіант із найкращим співвідношенням ціни й продуктивності для стабільної та ефективної роботи вашого сервера.