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Riepilogo SSD senza DRAM a 11 unità

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    Introduzione e panoramica

    Cosa accadrebbe se il tuo SSD perdesse la sua memoria? Contrariamente alla credenza popolare, gli SSD senza DRAM non sono nuovi. I primi SSD consumer sono stati spediti senza una cache DRAM e hanno riscontrato un problema di balbuzie, quindi il settore ha affrontato le prestazioni lente con la DRAM. Successivamente, SandForce ha rilasciato controller che sfruttavano una piccola quantità di memoria nascosta all’interno del processore flash, una tecnica che troviamo ancora nella maggior parte dei controller SSD. Stiamo esaminando diversi nuovi prodotti DRAMless al dettaglio, insieme a due modelli di nuova generazione dotati di NAND che non abbiamo mai testato prima. Entro la fine di questo articolo, speriamo di sapere se i moderni SSD senza DRAM ci riporteranno al punto di partenza o se questi prodotti si estendono da dove SandForce si era interrotto.

    Per vari motivi, negli anni diverse aziende hanno investito in tecnologia per eliminare la cache DRAM. Alcune aziende non producono memoria volatile: solo Samsung, Sk hynix e Micron (Crucial) producono sia NAND che DRAM. Gli altri produttori di SSD devono acquistare la memoria da un concorrente che sta anche cercando di vendere SSD. La DRAM consuma anche più energia del flash, è soggetta a sbalzi di prezzo, a volte scarseggia ed è un componente critico che la maggior parte delle aziende non controlla.

    Il tuo computer conserva in memoria i dati di uso frequente e delle applicazioni, che potresti conoscere come SDRAM, DDR, DDR3 o DDR4. Gli SSD utilizzano la memoria in modo leggermente diverso, anche se può essere altrettanto importante. Gli SSD non memorizzano i dati allo stesso modo di un HDD, principalmente perché la NAND ha una durata limitata. Il tuo sistema operativo è stato costruito partendo dal presupposto che avrebbe archiviato i dati su un disco rigido, quindi dirige i dati in posizioni specifiche (indirizzi) per l’archiviazione.

    Il controller SSD rimescola i dati a indirizzi diversi per garantire che il flash si consumi in modo uniforme, ma il sistema operativo non è a conoscenza del movimento dei dati. L’SSD esegue anche operazioni di garbage collection per fornire blocchi liberi sufficienti per garantire prestazioni elevate, insieme a molte altre attività in background che si traducono in un insieme completamente diverso di indirizzi di dati interni.

    In effetti, il sistema operativo ha una mappa di indirizzi dati in cui pensa si trovino i dati, che l’SSD considera la mappa logica, mentre l’SSD ha una propria mappa fisica che riflette dove si trovano effettivamente i dati. L’SSD mantiene le due mappe separate e fa riferimento o aggiorna le mappe ogni volta che il sistema operativo ha bisogno di accedere ai dati. Il Flash Translation Layer (FTL) coordina tutti i processi.

    Gli SSD manterranno tutta o una parte della mappa in DDR2 o DDR3 (di solito). La DRAM è molto più veloce della NAND, quindi l’SSD può accedere rapidamente alla mappa per aumentare le prestazioni. La memoria di tipo DDR perde i dati quando non c’è alimentazione, ma la NAND li memorizza anche quando l’alimentazione si interrompe. L’SSD conserva una copia della mappa sulla NAND per ridurre la possibilità che perda la mappa a causa di un’interruzione di corrente. (Tecnicamente, l’SSD non perde i dati, perde solo la mappa, quindi non riesce a trovarla).

    Esistono diversi approcci per eliminare la DRAM. Ne conosciamo solo alcuni perché i meccanismi e gli algoritmi interni profondi tendono a essere segreti commerciali strettamente custoditi. Un metodo comune consiste nel creare una piccola quantità di memoria nel controller. Il controller Phison S11 che abbiamo nel nostro pool di test dispone di 32 MB di SRAM incorporata nel controller, ma si tratta di una quantità di memoria molto ridotta rispetto a un modulo esterno. Altre tecniche includono la compressione della mappa del livello di traduzione flash (essenzialmente, è un foglio di calcolo complicato, quindi si comprime facilmente) o la memorizzazione nella cache di una parte della mappa nella memoria di sistema (HMB). Il controller SSD accede frequentemente all’8% della mappa, quindi ci sono modi per ridurre la perdita di prestazioni.

    Sfortunatamente, gli SSD senza DRAM hanno anche un lato sinistro. L’aggiornamento della mappa direttamente sulla flash richiede piccole scritture casuali, il che riduce la resistenza dell’SSD. Questo è un problema particolarmente fastidioso con il flash NAND 2D TLC planare a bassa resistenza. Al Computex lo scorso giugno, un fornitore di SSD ci ha parlato di un SSD TLC 2D OEM che brucerà la resistenza nominale in poco più di un anno. L’SSD deve durare un anno a causa della garanzia di un anno del notebook, ma qualsiasi cosa oltre un anno di utilizzo spetta all’utente da riparare. Tattiche del genere sono le forze trainanti dietro l’inserimento di SSD DRAMless economici in notebook da $ 500.

    Specifiche tecniche

    OCZ TL100 (120 GB)

    OCZ TL100 (240 GB)

    SanDisk SSD Plus (120 GB)

    Abbiamo undici SSD sulla griglia. Oltre alle nostre due parti di design di riferimento prototipo, le altre nove sono vendute online e nei negozi al dettaglio. Le parti al dettaglio provengono da quattro diverse serie e tre diversi produttori. Esamineremo ogni modello individualmente. Iniziamo con i prodotti di sviluppo all’avanguardia dotati di NAND 3D prima di passare ai dettagli dei prodotti al dettaglio.

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