Przejdź do treści

Zaokrąglony dysk SSD bez pamięci DRAM z 11 dyskami

    1646297643

    Wprowadzenie i przegląd

    Co by się stało, gdyby dysk SSD utracił pamięć? Wbrew powszechnemu przekonaniu dyski SSD bez pamięci DRAM nie są niczym nowym. Pierwsze konsumenckie dyski SSD dostarczane bez pamięci podręcznej DRAM miały problem z zacinaniem się, więc branża zajęła się niską wydajnością pamięci DRAM. Później SandForce wypuściło kontrolery, które wykorzystywały niewielką ilość pamięci schowanej wewnątrz procesora flash, technikę, którą wciąż znajdujemy w większości kontrolerów SSD. Badamy kilka nowych detalicznych produktów DRAMless, a także dwa modele nowej generacji z NAND, których nigdy wcześniej nie testowaliśmy. Pod koniec tego artykułu mamy nadzieję, że dowiemy się, czy nowoczesne dyski SSD bez pamięci DRAM zaprowadzą nas z powrotem do punktu wyjścia, czy też produkty te rozciągają się od miejsca, w którym skończyło się SandForce.

    Z różnych powodów na przestrzeni lat kilka firm zainwestowało w technologię eliminującą pamięć podręczną DRAM. Niektóre firmy nie produkują pamięci ulotnych — tylko Samsung, Sk hynix i Micron (Crucial) produkują zarówno pamięci NAND, jak i DRAM. Inni producenci dysków SSD muszą kupować pamięć od konkurenta, który również próbuje sprzedawać dyski SSD. Pamięć DRAM zużywa również więcej energii niż flash, podlega gwałtownym wahaniom cen, czasami jej brakuje i jest krytycznym komponentem, którego większość firm nie kontroluje.

    Twój komputer przechowuje w pamięci często używane i dane aplikacji, które możesz znać jako SDRAM, DDR, DDR3 lub DDR4. Dyski SSD wykorzystują pamięć nieco inaczej, choć może to być równie ważne. Dyski SSD nie przechowują danych w taki sam sposób jak HDD, głównie dlatego, że NAND ma ograniczoną żywotność. Twój system operacyjny został zbudowany przy założeniu, że przechowuje dane na dysku twardym, więc kieruje dane do określonych lokalizacji (adresów) do przechowywania.

    Kontroler SSD tasuje dane do różnych adresów, aby zapewnić równomierne zużycie pamięci flash, ale system operacyjny nie jest świadomy ruchu danych. Dysk SSD przeprowadza również operacje wyrzucania śmieci, aby zapewnić wystarczającą liczbę wolnych bloków, aby zapewnić wysoką wydajność, a także kilka innych zadań w tle, które skutkują zupełnie innym zestawem wewnętrznych adresów danych.

    W efekcie system operacyjny ma jedną mapę adresów danych, w których, jak sądzi, znajdują się dane, którą dysk SSD traktuje jako mapę logiczną, podczas gdy dysk SSD ma własną mapę fizyczną, która odzwierciedla faktyczne położenie danych. Dysk SSD utrzymuje dwie oddzielne mapy i odwołuje się lub aktualizuje mapy za każdym razem, gdy system operacyjny potrzebuje dostępu do danych. Warstwa Flash Translation Layer (FTL) koordynuje wszystkie procesy.

    Dyski SSD zachowają całość lub część mapy w pamięci DDR2 lub DDR3 (zwykle). DRAM jest znacznie szybszy niż NAND, więc dysk SSD może szybko uzyskać dostęp do mapy, aby zwiększyć wydajność. Pamięć typu DDR traci dane, gdy nie ma zasilania, ale NAND przechowuje je nawet po wyłączeniu zasilania. Dysk SSD przechowuje kopię mapy na NAND, aby zmniejszyć ryzyko utraty mapy z powodu utraty zasilania. (Technicznie rzecz biorąc, dysk SSD nie traci danych, po prostu traci mapę, więc nie może jej znaleźć).

    Istnieje kilka różnych podejść do eliminowania pamięci DRAM. Znamy tylko kilka, ponieważ głębokie wewnętrzne mechanizmy i algorytmy są zwykle ściśle strzeżonymi tajemnicami handlowymi. Powszechną metodą jest wbudowanie niewielkiej ilości pamięci w kontrolerze. Kontroler Phison S11, który mamy w naszej puli testowej, zawiera 32 MB pamięci SRAM wbudowanej w kontroler, ale jest to bardzo mała ilość pamięci w porównaniu z modułem zewnętrznym. Inne techniki obejmują kompresję mapy warstwy translacji flash (w zasadzie jest to skomplikowany arkusz kalkulacyjny, więc kompresuje się łatwo) lub buforowanie części mapy w pamięci systemowej (HMB). Kontroler SSD często uzyskuje dostęp do zaledwie 8 procent mapy, więc istnieją sposoby na zmniejszenie utraty wydajności.

    Niestety dyski SSD DRAMless mają również złowrogą stronę. Aktualizacja mapy bezpośrednio w pamięci flash wymaga niewielkich, losowych zapisów, co znacznie zmniejsza wytrzymałość dysku SSD. Jest to szczególnie dokuczliwy problem w przypadku płaskiej pamięci flash 2D TLC NAND o niskiej wytrzymałości. Na targach Computex w czerwcu zeszłego roku jeden z dostawców dysków SSD poinformował nas o dysku SSD 2D TLC OEM, którego znamionowa wytrzymałość zostanie spalona w ciągu nieco ponad roku. Dysk SSD musi działać przez rok ze względu na roczną gwarancję notebooka, ale wszystko, co wykracza poza rok użytkowania, należy do użytkownika. Taka taktyka jest siłą napędową umieszczania tanich dysków SSD bez pamięci DRAM w notebookach o wartości 500 USD.

    Specyfikacja techniczna

    OCZ TL100 (120GB)

    OCZ TL100 (240 GB)

    Dysk SSD Plus (120 GB)

    W sieci mamy jedenaście dysków SSD. Poza naszymi dwoma prototypowymi częściami referencyjnymi, pozostałe dziewięć jest sprzedawanych online i w sklepach detalicznych. Części detaliczne pochodzą z czterech różnych serii i trzech różnych producentów. Każdy model omówimy indywidualnie. Zacznijmy od najnowocześniejszych produktów rozwojowych uzbrojonych w 3D NAND, zanim przejdziemy do szczegółów produktów detalicznych.

    0 0 votes
    Rating post
    Subscribe
    Powiadom o
    guest
    0 comments
    Inline Feedbacks
    View all comments
    0
    Would love your thoughts, please comment.x