NVMe vs SSD vs HDD: разница на практике

Диск — частое узкое место сервера. База тормозит, сайт долго отдаёт первый байт, бэкап разворачивается вечность. Разберём три типа накопителей, чем они отличаются на цифрах и почему NVMe выигрывает.

Три типа дисков коротко

HDD — механический жёсткий диск с вращающимися пластинами и головкой. Дёшев за терабайт, но медленный: головке нужно физически доехать до нужного места. SATA SSD — твердотельный накопитель без движущихся частей, подключён по старому интерфейсу SATA. NVMe — тоже твердотельный, но подключён напрямую по шине PCIe, минуя ограничения SATA.

• HDD: ~100–200 IOPS, задержка миллисекунды, интерфейс SATA.
• SATA SSD: десятки тысяч IOPS, потолок интерфейса ~550 МБ/с.
• NVMe: сотни тысяч IOPS, скорость гигабайты в секунду, задержка десятки микросекунд.

Разница между HDD и NVMe — не проценты, а порядки. По случайным операциям NVMe быстрее HDD в сотни раз.

Почему интерфейс решает всё

SATA придумали во времена жёстких дисков, и его потолок — около 550 МБ/с. Даже самый быстрый SSD упрётся в этот предел, если подключён по SATA. NVMe избавляется от посредника: накопитель общается с процессором напрямую по линиям PCIe, поэтому скорость измеряется гигабайтами в секунду, а очередь команд — десятками тысяч вместо одной у SATA.

На сервере это чувствуется не в синтетике, а в реальных операциях: база отвечает на запрос быстрее, потому что случайное чтение с NVMe почти мгновенное; логи пишутся, не создавая очередь; распаковка большого бэкапа идёт в разы быстрее. В MAATRIX диски — именно NVMe, и в паре с AMD EPYC это убирает типичное дисковое бутылочное горлышко.

Что такое IOPS и почему они важнее МБ/с

Маркетинг любит показывать линейную скорость в МБ/с — красивые гигабайты при копировании одного большого файла. Но реальный сервер почти никогда не читает данные подряд. База, веб-приложение, почтовик работают с тысячами мелких случайных операций. Здесь важен показатель IOPS — число операций ввода-вывода в секунду.

Пример: HDD выдаёт ~150 случайных IOPS, NVMe — сотни тысяч. Когда база делает много мелких чтений, HDD захлёбывается в очереди, а NVMe отвечает мгновенно. Поэтому при выборе диска смотрите на случайные IOPS, а не только на линейную скорость.

# быстрый тест случайного чтения (нужен fio)
sudo apt install -y fio
fio --name=randread --ioengine=libaio --rw=randread \
  --bs=4k --numjobs=1 --iodepth=32 --size=1G \
  --runtime=30 --time_based --direct=1

Как узнать тип диска на своём VPS

Не всегда провайдер честно указывает NVMe. Проверьте сами. Колонка ROTA (rotational) равна 1 для механики и 0 для SSD/NVMe:

lsblk -d -o NAME,ROTA,SIZE,TYPE,MODEL
# NVMe-диски видны как /dev/nvme0n1
ls /dev/nvme* 2>/dev/null && echo 'NVMe присутствует'
nvme list 2>/dev/null

Если устройство называется nvme0n1 — у вас NVMe. Имя вида sda и ROTA=0 — это SSD (часто SATA). ROTA=1 — обычный жёсткий диск. Линейную скорость чтения грубо оценит hdparm:

sudo hdparm -t /dev/sda   # или /dev/nvme0n1

Когда HDD всё-таки уместен

HDD не устарел полностью. Для холодного хранения — архивов, редко читаемых бэкапов, медиатеки — он выгоден по цене за терабайт. Но под систему, базу данных и рабочие файлы приложения HDD ставить нельзя: он станет узким местом всего сервера.

• NVMe: система, база, кэш, всё, что читается часто.
• SATA SSD: бюджетный компромисс, если NVMe недоступен.
• HDD: только холодные архивы и большие бэкапы, к которым обращаются редко.

Частые ошибки

• Смотреть только на МБ/с — для сервера важнее случайные IOPS.
• Верить слову «SSD» без проверки — SATA SSD в разы медленнее NVMe.
• Держать базу на HDD — гарантированные тормоза под нагрузкой.
• Не проверять диск после заказа — lsblk и fio занимают пару минут.

Если задача упирается в диск, переезд на NVMe часто даёт больший прирост, чем добавление ядер или памяти. На тарифах MAATRIX NVMe идёт по умолчанию, а оплатить сервер можно картой РФ, СБП, криптой или токеном MAAT — удобно для аудитории из России.

Частые вопросы