Entenda por que a latência impacta mais o desempenho de um SSD do que a largura de banda

Uma das melhores maneiras de melhorar o desempenho de um PC é inserir um SSD nele. Falamos isso diversas vezes aqui no Adrenaline. Os SSDs SATA, por exemplo, têm uma latência de acesso de aproximadamente 70 microssegundos em comparação com cerca de 10-15 milissegundos para um HDD típico – uma diferença bastante crítica. No entanto, uma dúvida nesse meio de SSDs é por que a latência seria muito mais importante do que a largura de banda no desempenho do SSD – não que a largura de banda não seja importante, mas acaba tendo uma importância bem menor na maioria dos casos. E é sobre isso que falaremos nesse artigo.

“Pense em latência como o limite de velocidade e largura de banda como o número de faixas em uma via”

Latência, de acordo com o dicionário, é o período durante o qual algo se elabora, antes de assumir existência efetiva. É a diferença de tempo entre o início de um evento e o momento em que os seus efeitos se tornam perceptíveis.

A largura de banda, por sua vez, é o conceito que determina a medida da capacidade de transmissão, em especial de conexão ou rede. Quanto maior a largura de banda, maior será a “velocidade” da conexão, visto que por ela passará mais dados ao mesmo tempo.

Na situação sobre a qual estamos tratando, quando falamos de latência, estamos nos referindo a quanto tempo leva para concluir uma tarefa/solicitação do sistema ou buscar um bloco de dados. Já a largura de banda nos remete a quanto você pode ler / escrever de uma vez. Como o AnandTech menciona, “Pense em latência como o limite de velocidade e largura de banda como o número de faixas em uma via”.

“Se você é o único carro na rodovia, notará o impacto da latência mais do que da largura de banda. Um limite de velocidade de 70 km/h em vez de 35 terá um impacto muito maior do que se você adicionasse mais faixas à estrada. Porém, se você é um planejador de cidades e sua única preocupação é fazer com que o máximo de pessoas trabalhe e volte, você notará o impacto da largura de banda mais do que da latência. Não importa o quão rápido um único carro pode se mover, o que importa é quantos carros você pode mover durante a hora do rush.” – AnandTech

De acordo com Robin Harris, do ZDNet, um dos motivos da latência ser um fator mais importante para o SSD do que a largura de banda é que a largura de banda não mede quanto tempo leva para o computador atender a uma solicitação. Como as operações de I / O (Input / Output)  típicas não consomem muita largura de banda, a rapidez com que um sistema pode responder várias solicitações de acesso de armazenamento é normalmente mais importante do que a quantidade de largura de banda que eles podem dedicar a qualquer tarefa. O exemplo que Harris dá é o seguinte: 

“Um disco rígido com largura de banda infinita e tempo de busca de 10ms pode responder a um máximo de 100 acessos de dados por segundo, sejam essas solicitações de 1 MB ou 1 TB. Se houver backup de 10.000 solicitações de E / S, o usuário final notará o atraso.”

O gráfico abaixo, produzido com uma ferramenta de armazenamento ATTO, também é um exemplo. No eixo X está a largura de banda e no eixo Y está o tamanho do acesso. A conclusão em que se chega é que pequenas solicitações não usam muita largura de banda.

Isso não significa que a largura de banda não pode ser um fator limitante para o desempenho do sistema, mas não seria a principal razão pela qual os SSDs parecem muito mais rápidos do que os discos rígidos, mesmo para uso em desktop comum. Ainda de acordo com Harris, o problema da latência como métrica de desempenho é duplo: não é fácil de medir; e poucos entendem sua importância.

O AnadTech ainda faz uma boa observação de que se você é um usuário de desktop e está usando um SSD como uma unidade de inicialização / driver de aplicação, o que mais importa é a latência. Depois de configurar sua máquina da maneira que deseja, a maioria dos acessos serão leituras sequenciais e leituras / gravações aleatórias de tamanhos de arquivo muito pequenos. Coisas como atualizar tabelas de arquivos, escanear arquivos individuais em busca de vírus, gravar o cache do navegador da web. O que mais influencia essas tarefas é a latência, não a largura de banda.

Ambas latência e largura de banda andam lado a lado. Caso o problema seja a latência alta, ele aparecerá na responsividade do sistema. Quanto menor a latência, mais responsivo o sistema irá se mostrar, dando a sensação de agilidade. Além disso, terminando uma tarefa em tempos menores, O SSD pode voltar ao estado de idle antes, diminuindo consumo do SSD dependendo da tarefa e sua complexidade.

Já se o problema for largura de banda, você estará lidando, provavelmente, com arquivos maiores, como um projeto de premiere da vida, que demandam a passagem de muitos dados de uma só vez. Assim, esse fluxo de dados ficará um pouco engarrafado, diminuindo a sensação de agilidade do sistema. No entanto, nesse caso, tanto latência quando largura de banda influenciam. Pense na situação como um caixa de supermercado: caso haja apenas um caixa ativo (vias disponíveis) e 20 pessoas esperando, essa fila irá demorar mais. Se mais caixas estiverem disponíveis, as pessoas se espalham e a sensação de demora diminui, mesmo sendo as mesmas 20 pessoas.

No final, vai depender muito de como você usa o seu sistema – apesar de que, como falamos na introdução desse artigo, muito provavelmente você deve ficar com o olho mais aberto para a latência na maioria dos casos, já que pequenas solicitações não usam tanta largura de banda. 

Via: ExtremeTech, ZDNet, AnandTech