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11ドライブDRAMレスSSDの切り上げ

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    はじめにと概要

    SSDがメモリを失った場合はどうなりますか?一般に信じられていることに反して、DRAMレスSSDは新しいものではありません。最初の民生用SSDはDRAMキャッシュなしで出荷され、途切れ途切れの問題が発生したため、業界はDRAMのパフォーマンスの低下に対処しました。その後、SandForceは、フラッシュプロセッサ内に組み込まれた少量のメモリを活用するコントローラをリリースしました。これは、ほとんどのSSDコントローラにまだ見られる手法です。いくつかの新しい小売DRAMless製品と、これまでテストしたことのないNANDを搭載した2つの次世代モデルを検討しています。この記事の終わりまでに、最新のDRAMレスSSDが私たちを正方形に戻すのか、それともこれらの製品がSandForceが中断したところから拡張されるのかを知りたいと思っています。

    さまざまな理由から、何年にもわたっていくつかの企業がDRAMキャッシュを排除する技術に投資してきました。一部の企業は揮発性メモリを製造していません。Samsung、Sk hynix、およびMicron(Crucial)のみがNANDとDRAMの両方を製造しています。他のSSDメーカーは、SSDを販売しようとしている競合他社からメモリを購入する必要があります。また、DRAMはフラッシュよりも多くの電力を消費し、価格が大幅に変動し、供給が不足する場合があり、ほとんどの企業が管理していない重要なコンポーネントです。

    お使いのコンピュータは、SDRAM、DDR、DDR3、またはDDR4として知られている可能性のあるメモリに頻繁に使用されるアプリケーションデータを保持します。SSDはメモリの使用方法が少し異なりますが、同じように重要な場合もあります。SSDはHDDと同じ方法でデータを保存しません。これは、主にNANDの寿命が限られているためです。オペレーティングシステムは、ハードディスクドライブにデータを保存することを前提に構築されているため、データを特定の場所(アドレス)に転送して保存します。

    SSDコントローラーは、フラッシュが均等に消耗するようにデータを別のアドレスにシャッフルしますが、オペレーティングシステムはデータの移動を認識しません。SSDは、ガベージコレクション操作を実行して、高いパフォーマンスを確保するのに十分な空きブロックを提供します。また、他のいくつかのバックグラウンドタスクにより、完全に異なる内部データアドレスのセットが生成されます。

    実際、オペレーティングシステムには、データが配置されていると見なされるデータアドレスのマップが1つあり、SSDは論理マップと見なしますが、SSDには、データが実際に配置されている場所を反映する独自の物理マップがあります。SSDは2つの別々のマップを維持し、オペレーティングシステムがデータにアクセスする必要があるたびにマップを参照または更新します。Flash Translation Layer(FTL)は、すべてのプロセスを調整します。

    SSDは、マップのすべてまたは一部をDDR2またはDDR3(通常)に保持します。DRAMはNANDよりもはるかに高速であるため、SSDはマップにすばやくアクセスしてパフォーマンスを向上させることができます。DDRタイプのメモリは、電源がない場合はデータを失いますが、NANDは電源が切れてもデータを保存します。SSDはマップのコピーをNANDに保持して、停電によってマップが失われる可能性を減らします。(技術的には、SSDはデータを失うことはなく、マップを失うだけなので、それを見つけることができません)。

    DRAMを排除するためのいくつかの異なるアプローチがあります。深い内部の仕組みとアルゴリズムは企業秘密に密接に保持される傾向があるため、私たちはほんの少ししか知りません。一般的な方法は、コントローラーに少量のメモリを組み込むことです。テストプールにあるPhisonS11コントローラーは、コントローラーに組み込まれた32MBのSRAMを備えていますが、これは外部モジュールと比較して非常に少量のメモリです。他の手法には、フラッシュ変換レイヤーマップの圧縮(基本的に、複雑なスプレッドシートであるため、簡単に圧縮できます)や、マップの一部をシステムメモリ(HMB)にキャッシュすることが含まれます。SSDコントローラーはマップのわずか8%に頻繁にアクセスするため、パフォーマンスの低下を減らす方法があります。

    残念ながら、DRAMレスSSDには不吉な側面もあります。フラッシュ上でマップを直接更新するには、SSDの耐久性を少し損なう小さなランダム書き込みが必要です。これは、耐久性の低い平面2D TLCNANDフラッシュで特に厄介な問題です。昨年6月のComputexで、あるSSDベンダーがOEM 2D TLC SSDについて話してくれました。これは、1年強で定格耐久性を使い果たします。ノートブックの1年間の保証のため、SSDは1年間使用する必要がありますが、1年間の使用価値を超えるものは、ユーザーが修正する必要があります。そのような戦術は、500ドルのノートブックに安価なDRAMレスSSDを搭載する背後にある原動力です。

    技術仕様

    OCZ TL100(120GB)

    OCZ TL100(240GB)

    SanDisk SSD Plus(120GB)

    グリッド上に11個のSSDがあります。2つのプロトタイプリファレンスデザインパーツを除いて、他の9つはオンラインおよび小売店で販売されています。小売部品は、4つの異なるシリーズと3つの異なるメーカーから提供されます。各モデルを個別に確認します。小売製品の詳細に移る前に、3DNANDを備えた最先端の開発製品から始めましょう。

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