SSD kecepatan transfer latency dan IOPS

Membeli SSD bukan hanya kecepatan transfer, semua fitur SSD sudah memasukan beberapa kecepatan dari latency, kecepatan transfer dan kecepatan IOPS. Ke 3 spesifikasi tersebut harus masuk dalam satu kesatuan performa sebuah SSD.

Lalu apa yang dimaksud dengan Troughtput, latency dan IOPS.

IOPS
Jumlah IOPS atau input dan output per detik merupakan angka penting kemampuan SSD. Angka IOPS semakin besar maka SSD semakin baik.

Troughtput
Adalah kecepatan transfer maksimum yang dapat dicapai sebuah chip memory ke CPU. Baik untuk memory, storage harddisk dan storage SSD sampai jaringan LAN.
Hitunganyanya seperti angka MB/s atau Mbps.  Data transfer menjadi penting untuk storage. Tapi harus didukung dengan perangkat lain seperti penulisan dan membaca pada controller SSD. Salah satunya IOPS yang menanganti pengambil data dari dan ke chip storage.
SATA maksimum 500MB/s
PCIe 5.0 NVMe dapat mencapai 14GB/s

Latency
Latency adalah kecepatan dalam IO Task. Semakin kecil angka latency maka SSD akan lebih cepat. Berbeda dengan harddisk latency storage berhubungan dengan kecepatan chip.

Harddisk, data di simpan di platter atau piring harddisk yang berputar.
Harddisk dengan kapasitas 1TB mengalami penurunan kecepatan dari sisi awal storage mendekati kapasitas akhir.
Misalnya kapasitas 1GB pertama akan menyimpan data lebih cepat dibanding menyimpan file setelah kapasitas harddisk mendekati penuh. Atau membagi 2 partisi sebuah harddisk 1TB, partisi pertama akan menyimpan file lebih cepat dibanding partisi kedua.
SSD memiliki latency konstan dan merata dari seluruh kapasitas SSD. Tidak dipengaruhi dimana data disimpan.

Dibawah ini perbandingan Harddisk vs SSD (kiri dan kanan).

1. Kecepatan IOPS
2. Kecepatan Troughtput atau kecepatan transfer
3. Latency penulisan dan membaca data.

Memilih SSD.

Bagian penting dalam memilih SSD, umumnya melihat kecepatan Read dan Write.
Bila kecepatan SSD tertulis memiliki transfer read dan write diatas 200MB/s, kecepatan tersebut sudah diatas kecepatan harddisk.
Umumnya SSD dapat melakukan transfer data untuk read dan write diatas 450MB/s. Semakin besar semakin cepat penulisan data.

Pastikan kemampuan SSD dengan procesor untuk tipe PCIe NVMe.
Generasi PCIe 5.0 digunakan Intel dan AMD, proses dari procesor
Mencapai kecepatan tertinggi 12-14GB perdetik transfer.
Bila mengunakan PCIe 4.0 dengan procesor kemampuan PCIe 5.0, tidak masalah
Bila mengunakan PCIe 5.0 dengan procesor yang dirancang PCIe 4.0, kecepatan mengikuti dukungan dari procesor.
Karena PCIe langsung di tangani oleh CPU (procesor) untuk menerima dan mengirim data.

Pengaruh dari Cache
SSD generasi baru, dibuat lebih murah dengan buffer Cache chip NAND SLC. Yang lebih hemat tidak mengunakan buffer.
Model SSD performa rata rata mengunakan DRAM sebagai cache buffer.

Beberapa model menengah end, walau harga tidak terpaut jauh, ditambahkan Cache NAND SLC dan DRAM.
Untuk model high end seperti PCIe 4.0 / 5.0, umumnya menempatkan buffer DRAM yang lebih cepat.

Seberapa cepat storage yang kita inginkan, mungkin ada beberapa faktor. Dari chip controller, jenis NAND chip media penyimpan data, dan buffer cache.

Interface.
Saat ini ada 2 pengembangan secara umum dari jalur yang dipakai SSD yaitu SATA dan PCIe. Kecepatan SSD SATA terbatas sampai 550MB/s, tidak bisa melebihi kecepatan tersebut. Karena SATA memiliki batas maksimum di angka tesebut.

Untuk meningkatkan kecepatan SSD storage, produsen mengambil interface atau jalur lebih cepat. Yaitu PCIe, kecepatan transfer melalui satu jalur (Per Lane) ini mencapai :

• PCIe v1.x 250 MB/s
• PCIe v2.x 500 MB/s
• PCIe v3.0 985 MB/s (standar yang dipakai sampai 2014)
• PCIe v4.0 1969 MB/s

Tinggal dikalikan sebuah SSD tipe PCIe mengunakan versi PCIe ke berapa.
Misalnya versi ke 4 dan motherboard mendukung dengan versi yang sama.
Maka SSD NVMe mampu mentransfer data minimum sampai 1,9GB/s untuk setiap lane. Bila mengunakan 4 lane cukup dikalikan 4.
Rata rata SSD NVMe hanya mengandalkan jalur 4 lane.

Kecepatan teori yang dapat dicapai SSD.

Spek	Jalur PCIe dan SATA
	SATA 2	SATA3
Link Speed	3Gbps	6Gbps
Transfer	275MB/s	560MB/s
Slot PCIe	X1	X2	X4	X8	X16
PCIe 1.x  (2.5 GT/s)	500 MB/s	1 GB/s	2GB/s	4GB/s	8GB/s
PCIe 2.x  (5.0 GT/s)	1GB/s	2GB/s	4GB/s	8GB/s	16GB/s
PCIe 3.x  (8.0 GT/s)	2GB/s	4GB/s	8GB/s	16GB/s	32GB/s
PCIe 4.x  (16 GT/s)	4GB/s	8GB/s	16GB/s	32GB/s	64GB/s
PCIe 5.x  (32 GT/s)	8GB/s	16GB/s	32GB/s	64GB/s	128GB/s
PCIe 6.x  (64 GT/s)	16GB/s	32GB/s	64GB/s	128GB/s	256GB/s

Computer tidak mendukung (tidak memiliki slot) SSD NVMe
Ada solusi bila di motherboard memiliki slot PCIe x4 atau slot VGA x16 tidak dipakai.
Caranya membeli adaptor NVMe, walau procesor lama yang mendukung PCIe 2.0 dapat memanfaatkan kemampuan SSD NVMe.

Tentu kecepatan dibatasi oleh procesor, Intel Gen2 hanya mendukung PCIe 2.0 artinya kecepatan SSD terbatas sampai PCIe 2.0
Intel Gen3 dan seterusnya mendukung PCIe 3.0

Dan generasi selanjut PCIe 4,0
AMD dan Intel terbaru seperti Intel Gen12 dan AMD Ryzen 7000 telah mendukung PCIe 5.0

Setelah dipasang, bila tidak ada masalah maka SSD NVMe sudah terditeksi sebagai drive



Tapi untuk Boot diperlukan trik khusus, mengunakan Clover Boot Manager. Kecuali computer lebih memilih mengunakan boot SSD SATA, dan memanfaatkan storage dari NVMe slot mengunakan jalur VGA PCIe slot yang tidak terpakai.

Boot Manager ini diperlukan bila BIOS computer tidak mendukung boot drive NVME.

Board Intel procesor Alder Lake dan Raptor Lake, bekerja di chipset seri 600. Tidak semua board mahal. Intel Z690 model high end, Intel H670 dan B660 untuk kelas menengah /  pemula, dan H610 untuk board hemat tanpa PCIe 4.0. November 2022, sebagian board lama bekerja dengan Intel Gen13

Seagate menawarkan harddisk dengan 2 actuator, meningkatkan kinerja harddisk 2x lebih cepat dari harddisk konvensional. Teorinya, kecepatan sudah setara SSD SATA. Tetapi pemakaian teknologi harddisk tersebut masih terbatas, hanya untuk mitra Seagate.

Evolusi disain SSD memiliki form factor berbeda beda. Dari SATA, M0-297, MO-300, M.2, M.3, NVMe PCIe Express,  dan terbaru Toshiba XFMEexpress (2019) Istilah TRIM, Write Cycles, MTFB SSD atau IOPS. Penting bila SSD M.2 kepanasan / overheating akan menghilangkan semua data.

StarTech U.2 NVMe mengunakan jalur yang sama, seperti PCIe 1 atau versi 2. Untuk SSD SATA berukuran 2,5 inci. Adaptor StarTech U.2 NVMe menjadi solusi untuk biaya dan meningkatkan performa SSD. Seperti kebutuhan storage server atau workstation.

Ketika membeli SSD, yang dilihat adalah performa kecepatan read dan write. Setiap produsen mengeluarkan satu model SSD dengan berbagai kapasitas. Mengapa SSD kapasitas lebih kecil untuk model yang sama, memiliki performat lebih lambat. Sedangkan kapasitas besar memiliki kecepatan transfer maksimum

ioDrive Octal memiliki tranfer data 6GB/s dan dapat dikemas sampai 5,12TB dengan single PCIe SSD. Kecepatan tranfer read 12x dari SSD, dan write 8x dari SSD standar 6Gbps.

Butuh storage raksasa seperti kapasitas 270TB. Saat ini mungkin dapattersedia . Dengan teknologi harddisk 6TB seperti buatan WD atau Seagate harddisk dapat dipasang ke sebuah storage 4U rack-mounting. Tidak perlu dihapus data di harddisk selama setahun