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SSD sans DRAM à 11 disques

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    Présentation et aperçu

    Que se passerait-il si votre SSD perdait sa mémoire ? Contrairement à la croyance populaire, les SSD sans DRAM ne sont pas nouveaux. Les premiers SSD grand public ont été livrés sans cache DRAM et ont rencontré un problème de bégaiement, de sorte que l’industrie a résolu le problème des performances lentes avec la DRAM. Plus tard, SandForce a publié des contrôleurs qui exploitaient une petite quantité de mémoire cachée à l’intérieur du processeur flash, une technique que nous trouvons encore dans la plupart des contrôleurs SSD. Nous examinons plusieurs nouveaux produits sans DRAM vendus au détail, ainsi que deux modèles de nouvelle génération dotés de NAND que nous n’avons jamais testés auparavant. À la fin de cet article, nous espérons savoir si les SSD modernes sans DRAM nous ramènent à la case départ, ou si ces produits s’étendent là où SandForce s’est arrêté.

    Pour diverses raisons, au fil des ans, plusieurs entreprises ont investi dans la technologie pour éliminer le cache DRAM. Certaines entreprises ne fabriquent pas de mémoire volatile – seuls Samsung, Sk hynix et Micron (Crucial) fabriquent à la fois de la NAND et de la DRAM. Les autres fabricants de SSD doivent acheter la mémoire à un concurrent qui essaie également de vendre des SSD. La DRAM consomme également plus d’énergie que la mémoire flash, est sujette à de fortes fluctuations de prix, est parfois rare et constitue un composant essentiel que la plupart des entreprises ne contrôlent pas.

    Votre ordinateur conserve en mémoire les données fréquemment utilisées et les données d’application, que vous connaissez peut-être sous le nom de SDRAM, DDR, DDR3 ou DDR4. Les SSD utilisent la mémoire un peu différemment, même si cela peut être tout aussi important. Les SSD ne stockent pas les données de la même manière qu’un disque dur, principalement parce que la NAND a une durée de vie limitée. Votre système d’exploitation a été construit sur l’hypothèse qu’il stockerait les données sur un disque dur, il dirige donc les données vers des emplacements spécifiques (adresses) pour le stockage.

    Le contrôleur SSD mélange les données vers différentes adresses pour garantir que le flash s’use uniformément, mais le système d’exploitation n’est pas conscient du mouvement des données. Le SSD effectue également des opérations de récupération de place pour fournir suffisamment de blocs libres pour garantir des performances élevées, ainsi que plusieurs autres tâches en arrière-plan qui se traduisent par un ensemble complètement différent d’adresses de données internes.

    En effet, le système d’exploitation dispose d’une carte d’adresses de données où il pense que les données sont situées, que le SSD considère comme la carte logique, tandis que le SSD a sa propre carte physique qui reflète l’emplacement réel des données. Le SSD gère les deux cartes distinctes et il référence ou met à jour les cartes chaque fois que le système d’exploitation a besoin d’accéder aux données. La couche de traduction Flash (FTL) coordonne tous les processus.

    Les SSD conserveront tout ou partie de la carte en DDR2 ou DDR3 (généralement). La DRAM est beaucoup plus rapide que la NAND, de sorte que le SSD peut accéder rapidement à la carte pour augmenter les performances. La mémoire de type DDR perd des données lorsqu’il n’y a pas d’alimentation, mais NAND les stocke même lorsque l’alimentation est coupée. Le SSD conserve une copie de la carte sur la NAND pour réduire le risque de perdre la carte en cas de coupure de courant. (Techniquement, le SSD ne perd pas les données, il perd juste la carte, donc il ne peut pas la trouver).

    Il existe plusieurs approches différentes pour éliminer la DRAM. Nous n’en connaissons que quelques-uns, car le fonctionnement interne profond et les algorithmes ont tendance à être des secrets commerciaux étroitement gardés. Une méthode courante consiste à créer une petite quantité de mémoire dans le contrôleur. Le contrôleur Phison S11 que nous avons dans notre pool de tests dispose de 32 Mo de SRAM intégrés au contrôleur, mais c’est une très petite quantité de mémoire par rapport à un module externe. D’autres techniques incluent la compression de la carte de la couche de traduction flash (il s’agit essentiellement d’une feuille de calcul compliquée, elle se comprime donc facilement) ou la mise en cache d’une partie de la carte dans la mémoire système (HMB). Le contrôleur SSD accède fréquemment à seulement 8 % de la carte, il existe donc des moyens de réduire la perte de performances.

    Malheureusement, les SSD sans DRAM ont aussi un côté sinistre. La mise à jour de la carte directement sur le flash nécessite de petites écritures aléatoires, ce qui réduit considérablement l’endurance du SSD. Il s’agit d’un problème particulièrement épineux avec le flash NAND TLC 2D planaire à faible endurance. Au Computex en juin dernier, un fournisseur de SSD nous a parlé d’un SSD OEM 2D TLC qui atteindra l’endurance nominale dans un peu plus d’un an. Le SSD doit durer un an en raison de la garantie d’un an de l’ordinateur portable, mais tout ce qui dépasse une année d’utilisation est à la charge de l’utilisateur. De telles tactiques sont les forces motrices derrière l’installation de SSD sans DRAM bon marché dans des ordinateurs portables à 500 $.

    Spécifications techniques

    OCZ TL100 (120 Go)

    OCZ TL100 (240 Go)

    SanDisk SSD Plus (120 Go)

    Nous avons onze SSD sur la grille. Outre nos deux prototypes de pièces de conception de référence, les neuf autres sont vendus en ligne et dans les magasins de détail. Les pièces vendues au détail proviennent de quatre séries différentes et de trois fabricants différents. Nous allons passer en revue chaque modèle individuellement. Commençons par les produits de développement de pointe armés de 3D NAND avant de passer aux détails des produits de vente au détail.

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