سسٹم کی کارکردگی پر SSD کی رفتار کا کیا اثر پڑتا ہے؟

ایس ایس ڈی کی رفتار کو سمجھنا: وہ اجزاء اور ٹیکنالوجیز جو کارکردگی کو بڑھاتی ہیں

ایس ایس ڈی کیا ہے اور یہ تیز کمپیوٹنگ کو کیسے ممکن بناتا ہے؟

سولڈ اسٹیٹ ڈرائیوز، جنہیں مختصر طور پر SSDs کہا جاتا ہے، اطلاعات کو NAND فلیش میموری کے نام سے جانے جانے والے نظام کے ذریعے محفوظ کرتے ہیں بجائے اس کے کہ عام ہارڈ ڈرائیوز کے اندر موجود حرکت پذیر اجزاء پر انحصار کریں۔ یہاں بنیادی فرق رفتار ہے۔ زیادہ تر SSDs روایتی HDDs کے مقابلے میں تقریباً فوری طور پر ڈیٹا حاصل کر سکتے ہیں جو شاید 50 سے لے کر 100 گنا تک دھیمے ہوتے ہیں کیونکہ وہ گھومتے ہوئے ڈسکس اور اردگرد حرکت کرنے والے چھوٹے بازوؤں پر انحصار کرتے ہیں۔ چونکہ وقت کے ساتھ حقیقی سخت اجزاء کا خراب ہونا نہیں ہوتا، اس لیے یہ ڈرائیوز لمبے عرصے تک چلتے ہیں۔ چلنے کے دوران یہ کم بجلی استعمال کرتے ہیں اور عموماً بہتر کارکردگی دکھاتے ہیں جب معاملہ سب سے زیادہ اہم ہوتا ہے۔ اسی وجہ سے بہت سے لوگ اپنے گھروں میں کمپیوٹرز کو اپ گریڈ کرتے ہیں اور کاروبار اپنے سرور رومز میں ان کی تنصیب کرتے ہیں جہاں مصروفیت کے دوران تیز ردعمل کا وقت واقعی اہمیت رکھتا ہے۔

SSD کی رفتار کو متاثر کرنے والے اہم عوامل: NAND قسم، کنٹرولر، اور کیش

تین بنیادی اجزاء SSD کی کارکردگی کا تعین کرتے ہیں:

• NAND فلیش کی قسم : ملٹی لیول سیل (MLC) اور ٹرپل لیول سیل (TLC) NAND قیمت اور تحمل کے درمیان توازن قائم کرتے ہیں، جبکہ 3D ورٹیکلی اسٹیکڈ آرکیٹیکچرز جیسے 3D V-NAND میموری سیلز کو عمودی طور پر اسٹیک کرکے کثافت، رفتار اور لمبائی میں بہتری لاتے ہیں۔
• کنٹرولر : SSD کا دماغ کا کام کرتا ہے، جو ڈیٹا کی جگہ، پہننے کی تقسیم، خرابی کی تصحیح اور کچرے کی جمع آوری کو منظم کرتا ہے تاکہ کارکردگی اور عمر دونوں کو بہتر بنایا جا سکے۔ اعلیٰ کارکردگی والے کنٹرولرز بھاری کام کے بوجھ کے تحت تاخیر کو کم کرتے ہیں اور گزر کی شرح میں اضافہ کرتے ہیں۔
• DRAM کیش : اکثر رسائی والی میپنگ ٹیبلز اور ڈیٹا کو محفوظ کرتا ہے، جس سے سسٹم بوت اور ایپلی کیشنز کے لوڈ ہونے کے دوران رسائی کے وقت میں نمایاں کمی آتی ہے۔ DRAM کیش والے ڈرائیوز 750,000 IOPS سے زیادہ رینڈم ریڈ رفتار حاصل کر سکتے ہیں—جو HDDs کی عام 100–200 IOPS کے مقابلے میں کئی گنا زیادہ تیز ہے۔

انٹرفیس اور فارم فیکٹر: SATA بمقابلہ NVMe بمقابلہ M.2 اور ان کی کارکردگی پر اثرات

ایک SSD کا انٹرفیس اور جسمانی ڈیزائن براہ راست اس کی زیادہ سے زیادہ کارکردگی کو متاثر کرتا ہے:

این وی ایم ای ایس ایس ڈیز دستیاب رفتار کی حدود کو عبور کرنے کے لیے ایس اے ٹی اے کنکشنز کے بجائے پی سی آئی ایکس لینز استعمال کرتے ہیں جو روایتی ڈرائیوز کو سست کرتی ہیں۔ اس سے انہیں بہتر رفتار اور ردعمل کا وقت ملتا ہے۔ زیادہ تر لوگ اپنے لیپ ٹاپس میں ایم۔2 سلاٹس کو جانتے ہیں، ہے نا؟ خوبصورتی سے یہ سلاٹس ایس اے ٹی اے اور این وی ایم ای دونوں معیارات کے ساتھ کام کرتے ہیں، حالانکہ عام طور پر لوگ انہیں چھوٹے، سپر فاسٹ این وی ایم ای ڈرائیوز کے لیے سمجھتے ہیں۔ ایک اعلیٰ درجے کے پی سی آئی ایکس 5.0 این وی ایم ای ایس ایس ڈی کی مثال لیں۔ یہ صرف تقریباً 2 سیکنڈ میں ایک بڑی 20 جی بی ویڈیو فائل کو منتقل کر سکتا ہے۔ یہ تقریباً اوسط ہارڈ ڈرائیو کی مقابلے میں 17 گنا تیز ہے، اور آج کے مارکیٹ میں موجود سب سے تیز ایس اے ٹی اے ایس ایس ڈی کی رفتار سے بھی دوگنا سے زیادہ ہے۔

ایس ایس ڈی بمقابلہ ایچ ڈی ڈی: حقیقی دنیا کی رفتار اور سسٹم ردعمل کے فرق کا موازنہ

پڑھنے/لکھنے کی رفتار کے بینچ مارکس: ایس ایس ڈیز روایتی ایچ ڈی ڈیز پر بھاری ہیں

آج کے ایس ایس ڈیز سیٹا ماڈلز کے لیے تقریباً 560 میگابائٹ فی سیکنڈ تک تسلسل والی ریڈ سپیڈ حاصل کر سکتے ہیں، جبکہ این وی ایم ای ٹیکنالوجی استعمال کرنے والوں کے لیے یہ سپیڈ 7,000 میگابائٹ فی سیکنڈ سے بھی آگے نکل جاتی ہے۔ یہ روایتی 7,200 آر پی ایم ایچ ایچ ڈیز کے مقابلے میں کروڑوں سال آگے ہے جو تقریباً 80 سے 160 میگابائٹ فی سیکنڈ پر محدود ہیں۔ جب ہم خاص طور پر سرورز کی طرف دیکھتے ہیں، تو فرق حیران کن حد تک بڑھ جاتا ہے۔ 2023 کی اسٹوریج پرفارمنس رپورٹ کے مطابق، ایس ایس ڈیز ڈیٹا بیس کوئریز کو اپنے ایچ ایچ ڈی متبادل کے مقابلے میں تقریباً 100 گنا تیزی سے نمٹاتے ہیں۔ عام کمپیوٹر صارفین بھی ان بہتریوں کو روزانہ محسوس کرتے ہیں۔ فائلوں میں تلاش صرف چند سیکنڈز میں مکمل ہوتی ہے منٹوں کے بجائے، پروگرامز کے درمیان تبدیلی تقریباً فوری محسوس ہوتی ہے، اور ایپلی کیشنز کہیں زیادہ تیزی سے لوڈ ہوتی ہیں اس سے پہلے کہ وہ کوئی مفید کام شروع کریں۔ وقت کے ساتھ ساتھ جو لوگ اپنی مشین پر گھنٹوں کام کرتے ہیں، ان کے لیے رفتار کا فرق واقعی محسوس ہوتا ہے۔

فائل ٹرانسفر کی مؤثریت اور تسلسل والی رسائی کی کارکردگی

ایک بڑی 50GB ویڈیو فائل کو منتقل کرنا SSD ڈرائیو استعمال کرنے پر بہت تیز ہوتا ہے۔ ہم دو منٹ سے کم وقت کی بات کر رہے ہیں، جبکہ روایتی HDD اسٹوریج حل کی صورت میں یہ وقت آٹھ منٹ یا اس سے زیادہ ہو سکتا ہے۔ مسلسل ڈیٹا ٹرانسفر کے معاملے میں فرق اور بھی واضح ہو جاتا ہے۔ سولڈ اسٹیٹ ڈرائیوز ان آپریشنز کے دوران تقریباً مستقل کارکردگی برقرار رکھتی ہیں اور زیادہ تر وقت اپنی زیادہ سے زیادہ رفتار کا تقریباً پورا استعمال کرتی ہیں۔ لیکن ہارڈ ڈسک ڈرائیوز کی کہانی مختلف ہوتی ہے۔ لمبے عرصے تک لکھنے کے دوران ان کی کارکردگی میں خاصی کمی آ جاتی ہے، جس کی وجہ سے وہ اپنی وعدہ کردہ کارکردگی کے 60% سے بھی کم ہو سکتی ہیں، اور اس کی وجہ ان کے اندر موجود حرکت پذیر اجزاء کے علاوہ وقت کے ساتھ فائل فریگمنٹیشن کے مسائل بھی ہیں۔ متعدد سرورز پر باقاعدہ بیک اپ چلانے والی کمپنیوں کے لیے SSD ٹیکنالوجی پر منتقلی حقیقی فرق پیدا کرتی ہے۔ نیٹ ورک اٹیچڈ اسٹوریج (NAS) کے سنک ہونے کا وقت تقریباً آدھا ہو جاتا ہے، جس کا مطلب ہے کہ آئی ٹی محکمے فائلوں کے کاپی ہونے کا انتظار کم کرتے ہیں اور دن بہ دن کاروباری آپریشنز کو بخوبی چلانے کے لیے دیگر اہم کاموں پر زیادہ وقت دے سکتے ہیں۔

رینڈم رسائی، لیٹنسی، اور آئی او پی ایس: کیوں ایس ایس ڈیز فعال ورک لوڈز میں بہتر ہوتے ہیں

سولڈ اسٹیٹ ڈرائیوز تقریباً 0.1 ملی سیکنڈ تک رسائی کا وقت فراہم کرتے ہیں جبکہ ہارڈ ڈسک ڈرائیوز کو 5 سے 12 ملی سیکنڈ لگتے ہیں، جس کا مطلب یہ ہے کہ ایس ایس ڈی فی صد 1 لاکھ سے زائد ان پٹ/آؤٹ پٹ آپریشنز انجام دے سکتے ہیں جبکہ گھومتی ہوئی ڈسکس صرف 100 سے 200 آئی او پی ایس کی حد تک محدود ہوتی ہیں۔ انتظار کے وقت میں بہت زیادہ کمی مانگ والے کاموں کو انجام دیتے وقت فرق کو واضح کر دیتی ہے۔ جب ورچوئل مشینز ایس ایس ڈی اسٹوریج پر چلائی جاتی ہیں تو وہ تقریباً 70 فیصد تیزی سے شروع ہوتی ہیں اور درحقیقت تقریباً 32 فیصد زیادہ افراد کو ایک وقت میں کام کرنے کی سہولت دے سکتی ہیں، جیسا کہ گزشتہ سال کے ورچوئلائزیشن مطالعات میں حالیہ تحقیق میں نوٹ کیا گیا تھا۔ ایڈوب پریمیئر پرو جیسے سافٹ ویئر میں اعلیٰ ریزولوشن ویڈیو منصوبوں پر تخلیقی طور پر کام کرنے والے افراد کے لیے فرق رات اور دن جتنا ہوتا ہے۔ 4K مواد کے ساتھ کام کرنے والے ایڈیٹرز بغیر کسی فریم کے ضائع ہوئے ہموار چل رہی ویڈیو دیکھتے ہیں، لیکن ایچ ڈی ڈی پر وہی کام کرنے کی کوشش کریں تو چلانے کے دوران 15 سے 20 فیصد فریمز کے ضائع ہونے کی توقع کریں، جو کہ کام کے عمل کو واقعی متاثر کرتا ہے۔

سسٹم بوت اور ایپلی کیشن لوڈ ہونے کے اوقات: صارف کے تجربے کے فوائد کی مقدار متعین کرنا

تیز تر بوت ہونے کے اوقات: ایس ایس ڈیز سسٹم شروع ہونے کے دورانیے کو کیسے کم کرتے ہیں

ایس ایس ڈیز سسٹم بوت ہونے کے اوقات میں 70% تک کمی کر دیتے ہیں، جس کے نتیجے میں جدید ڈیسک ٹاپ مشینیں ونڈوز یا میک او ایس کو ایچ ڈی ڈیز پر 45 سیکنڈ کے مقابلے میں 13 سیکنڈ سے بھی کم وقت میں چلاتی ہیں۔ یہ بہتری ایس ایس ڈی کی صلاحیت کی وجہ سے آتی ہے کہ وہ ہزاروں بکھری ہوئی بوت فائلیں تقریباً فوری طور پر حاصل کر لیتے ہیں، گھومتے ہوئے ڈسکس میں موجود سیک ٹائم کے نقصانات سے بچ جاتے ہیں۔

ایپلی کیشنز کے تیز تر اطلاق اور شروعاتی عمل

ایس ایس ڈیز پر ایپلی کیشنز 2 تا 5 گنا تیز چلتی ہیں۔ ایڈوب پریمیئر پرو جیسے پروگرام 30+ سیکنڈ کے مقابلے میں 8 سیکنڈ میں شروع ہوتے ہیں، اور مائیکروسافٹ آفس جیسے عام پیداواری اوزار 12 کے مقابلے میں 3 سیکنڈ میں کھلتے ہیں۔ ایس ایس ڈیز منسلک کام کے دوران ہچکی کو ختم کر دیتے ہیں، جس سے درجنوں براؤزر ٹیبز یا بڑی منصوبہ فائلیں ہمواری سے ایک ساتھ لوڈ ہو سکتی ہیں۔

ڈیٹا بیس، ورچوئل مشینز اور ایڈوب پریمیئر پرو جیسے تخلیقی سافٹ ویئر کے لیے کارکردگی کے فوائد

ایس ایس ڈی اسٹوریج استعمال کرنے پر ایس کیو ایل کوئیریز کے چلنے کی رفتار تقریباً چار گنا تیز ہو جاتی ہے، جبکہ ورچوئل مشینز اب صرف 15 سیکنڈ میں شروع ہو جاتی ہیں جو روایتی ڈرائیوز پر دو منٹ کے انتظار کے مقابلہ میں ہے۔ ان لوگوں کے لیے جو ایڈوب پریمیئر پرو میں اثرات سے بھرپور 4K ویڈیو منصوبوں پر کام کرتے ہیں، اسکرابنگ کے دوران ٹائم لائن کے ردعمل میں نمایاں بہتری آئی ہے۔ یہ بہتری مستقل ریڈ اسپیڈ کی وجہ سے آئی ہے جو ایس اے ٹی اے بنیاد پر ایس ایس ڈیز پر تقریباً 550 ایم بی فی سیکنڈ تک پہنچ جاتی ہے۔ حقیقی کام کے بوجھ کے دوران یہ کارکردگی زیادہ تر ہارڈ ڈسک ڈرائیوز کی کارکردگی سے تقریباً چار گنا بہتر ہے، نہ کہ صرف بینچ مارک ٹیسٹس کے دوران۔

گیمنگ فوائد: لیول لوڈ ہونے کے وقت میں کمی اور موثر اثاثہ اسٹریمنگ

سائبرپنک 2077 جیسی اوپن ورلڈ گیمز میں، ایچ ایچ ڈیز پر 25 سیکنڈ سے زائد کے مقابلے میں پی سی آئی ایکس 4.0 این وی ایم ای ایس ایس ڈیز پر لیول لوڈ ہونے کا وقت 5 سیکنڈ سے کم ہو جاتا ہے—80 فیصد کمی۔ زیادہ رفتار والے ایس ایس ڈیز گیم کے اثاثے 5,000 ایم بی/سیکنڈ تک اسٹریم کر کے ٹیکسچر پاپ ان روکتے ہیں، جو ایس اے ٹی اے ایس ایس ڈیز کی نسبت چھ گنا تیز ہے، جس سے مصروف اور منقطع شدہ گیمنگ کا تجربہ یقینی بنایا جاتا ہے۔

این وی ایم ای اور پی سی آئی ای وسائل: کیا انتہائی تیز ایس ایس ڈیز کاروبار اور پیشہ ورانہ استعمال کے لیے قابلِ قدر ہیں؟

زیادہ سے زیادہ گزرگاہ حاصل کرنے کے لیے این وی ایم ای پی سی آئی ای لینز کا استعمال کیسے کرتا ہے

این وی ایم ای، جس کا مطلب نان وولٹائل میموری ایکسپریس ہے، پی سی آئی ای لینز کے ذریعے براہ راست سی پی یو سے منسلک ہو کر ان پرانی اسٹوریج انٹرفیسز کو مکمل طور پر نظرانداز کر دیتا ہے۔ پی سی آئی ای 5.0 کی حمایت کے ساتھ، ہم تقریباً 14,000 ایم بی/سیکنڈ تک کی تیز رفتار کی بات کر رہے ہیں۔ آئیے اس کا موازنہ ایس اے ٹی اے سے کریں جو صرف 6 جی بی پی ایس بینڈوتھ تک محدود رہ جاتا ہے۔ اس کے برعکس، این وی ایم ای ہر ایک میں ہزاروں کمانڈز کے ساتھ متاثر کن 64,000 کمانڈ کی قطاریں سنبھال سکتا ہے، جو درحقیقت اس کی ہمزمان کارکردگی کو بہت بڑھا دیتا ہے۔ اس سیٹ اپ کو اتنا اچھا بنانے کی وجہ کیا ہے؟ خوبصورتی سے یہ روایتی ایس اے ٹی اے ایس ایس ڈیز کے مقابلے میں سی پی یو کے بوجھ کو تقریباً 30 فیصد تک کم کر دیتا ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ پروسیسرز کے پاس مصنوعی ذہانت کے ماڈلز کی تربیت یا حقیقی وقت میں پیچیدہ ڈیٹا تجزیہ چلانے جیسے بھاری کاموں کو سنبھالنے کے لیے زیادہ جگہ ہوتی ہے۔

ایس اے ٹی اے III، این وی ایم ای، اور پی سی آئی ای 4.0/5.0 ایس ایس ڈی کارکردگی کی سطح کا موازنہ

جبکہ PCIe 5.0 SSDs HDDs کی رفتار سے تقریباً 21 گنا زیادہ رفتار فراہم کرتے ہیں، ان کے لیے مطابقت رکھنے والی ماں بورڈز اور مستقل بوجھ کے دوران تھروٹلنگ سے بچنے کے لیے مضبوط حرارتی حل درکار ہوتے ہیں۔

حقیقی دنیا کے معیارات: 7,000 MB/s سے زائد پڑھنے کی رفتار والے SSDs

تازہ ترین PCIe 4.0 NVMe SSDs کی ریڈ سپیڈ CrystalDiskMark اور دیگر اوزار کے ٹیسٹ کے مطابق تقریباً 7,300 MB/s تک پہنچ سکتی ہے، جو عام SATA SSDs کے مقابلے میں تقریباً دو گنا زیادہ ہے۔ 50 GB فائل جیسی بڑی چیز منتقل کرتے وقت، صرف 12 سیکنڈ لگتے ہیں جبکہ SATA ڈرائیوز پر اس میں 26 سیکنڈ لگتے ہیں۔ بڑی فائلوں کے ساتھ کام کرتے وقت ان سپیڈ فرق کا واقعی فرق پڑتا ہے۔ مثال کے طور پر، شدید لکھنے کے آپریشنز کے دوران جب کوئی شخص 1TB ڈیٹا کاپی کر رہا ہوتا ہے، تو یہ نئی ڈرائیوز 6,800 MB/s سے زائد کی رفتار سے کام جاری رکھتی ہیں۔ اس قسم کی کارکردگی 8K RAW فوٹیج سے نمٹنے والے پیشہ ور افراد یا روزانہ بڑی مقدار میں ڈیٹا سنبھالنے والوں کے لیے فرق پیدا کرتی ہے۔

قدر کا تعین: جب زیادہ رفتار والی NVMe ڈرائیوز منافع فراہم کرتی ہیں اور کب ضائع خرچی ہوتی ہیں

اعلیٰ رفتار والی NVMe SSDs پیشہ ورانہ ماحول میں واضح منافع فراہم کرتی ہیں:

• AI/ML ٹیمز روزانہ 100GB+ کے ڈیٹا سیٹس کے ساتھ کام کرتے ہوئے ماڈل ٹریننگ میں 38% تیزی حاصل کرتی ہیں
• مالیاتی ڈیٹا بیس لین دین کی تاخیر میں 22 ملی سیکنڈ کی کمی دیکھیں، جو حقیقی وقت کے فیصلہ سازی کو بہتر بناتا ہے
• 4K/8K پوسٹ پروڈکشن اسٹوڈیوز بغیر لگاؤ کے حقیقی وقت کی ٹائم لائن سکربنگ حاصل کریں

تاہم، عام دفتری استعمال یا طویل مدتی آرکائیو اسٹوریج کے لیے، SATA SSD اب بھی قیمت میں مؤثر رہتے ہیں، جو فی گیگابائٹ قیمت میں 60% کم پیشکش کرتے ہیں جبکہ اب بھی HDD کے مقابلے میں نمایاں کارکردگی کا اضافہ فراہم کرتے ہیں۔