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Redondeo de SSD sin DRAM de 11 unidades

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    Introducción y descripción general

    ¿Qué pasaría si tu SSD perdiera su memoria? Contrariamente a la creencia popular, los SSD sin DRAM no son nuevos. Los primeros SSD de consumo se enviaron sin caché DRAM y experimentaron un problema de tartamudeo, por lo que la industria abordó el rendimiento lento con DRAM. Más tarde, SandForce lanzó controladores que aprovechaban una pequeña cantidad de memoria dentro del procesador flash, una técnica que todavía encontramos en la mayoría de los controladores SSD. Estamos examinando varios productos minoristas sin DRAM nuevos, junto con dos modelos de próxima generación que incluyen NAND que nunca antes habíamos probado. Al final de este artículo, esperamos saber si los SSD sin DRAM modernos nos devuelven al punto de partida, o si estos productos se extienden desde donde lo dejó SandForce.

    Por diversas razones, a lo largo de los años varias empresas han invertido en tecnología para eliminar la memoria caché DRAM. Algunas de las empresas no fabrican memoria volátil; solo Samsung, Sk hynix y Micron (Crucial) fabrican NAND y DRAM. Los otros fabricantes de SSD tienen que comprar la memoria a un competidor que también está tratando de vender SSD. La DRAM también consume más energía que la memoria flash, está sujeta a cambios bruscos de precios, a veces escasea y es un componente crítico que la mayoría de las empresas no controlan.

    Su computadora guarda datos de aplicaciones y de uso frecuente en la memoria, que puede conocer como SDRAM, DDR, DDR3 o DDR4. Los SSD usan la memoria de manera un poco diferente, aunque puede ser igual de importante. Los SSD no almacenan datos de la misma manera que un HDD, principalmente porque NAND tiene una vida útil limitada. Su sistema operativo se creó asumiendo que almacenaría datos en una unidad de disco duro, por lo que dirige los datos a ubicaciones específicas (direcciones) para su almacenamiento.

    El controlador SSD baraja los datos a diferentes direcciones para garantizar que el flash se desgaste de manera uniforme, pero el sistema operativo no es consciente del movimiento de datos. El SSD también realiza operaciones de recolección de basura para proporcionar suficientes bloques libres para garantizar un alto rendimiento, junto con varias otras tareas en segundo plano que dan como resultado un conjunto completamente diferente de direcciones de datos internos.

    En efecto, el sistema operativo tiene un mapa de direcciones de datos donde cree que se encuentran los datos, que el SSD considera el mapa lógico, mientras que el SSD tiene su propio mapa físico que refleja dónde se encuentran realmente los datos. El SSD mantiene los dos mapas separados y hace referencia o actualiza los mapas cada vez que el sistema operativo necesita acceder a los datos. La capa de traducción de Flash (FTL) coordina todos los procesos.

    Los SSD mantendrán todo o una parte del mapa en DDR2 o DDR3 (generalmente). La DRAM es mucho más rápida que la NAND, por lo que la SSD puede acceder al mapa rápidamente para aumentar el rendimiento. La memoria de tipo DDR pierde datos cuando no hay energía, pero NAND los almacena incluso cuando se corta la energía. El SSD guarda una copia del mapa en la NAND para reducir la posibilidad de que pierda el mapa por una pérdida de energía. (Técnicamente, el SSD no pierde los datos, solo pierde el mapa, por lo que no puede encontrarlo).

    Hay algunos enfoques diferentes para eliminar DRAM. Solo conocemos algunos porque los algoritmos y el funcionamiento interno profundo tienden a ser secretos comerciales muy bien guardados. Un método común es construir una pequeña cantidad de memoria en el controlador. El controlador Phison S11 que tenemos en nuestro grupo de pruebas cuenta con 32 MB de SRAM integrados en el controlador, pero esa es una cantidad de memoria muy pequeña en comparación con un módulo externo. Otras técnicas incluyen la compresión del mapa de la capa de traducción flash (esencialmente, es una hoja de cálculo complicada, por lo que se comprime fácilmente) o el almacenamiento en caché de una parte del mapa en la memoria del sistema (HMB). El controlador SSD accede tan solo al 8 por ciento del mapa con frecuencia, por lo que hay formas de reducir la pérdida de rendimiento.

    Desafortunadamente, los SSD sin DRAM también tienen un lado siniestro. Actualizar el mapa directamente en el flash requiere pequeñas escrituras aleatorias, lo que reduce la resistencia del SSD. Este es un problema particularmente molesto con el flash 2D TLC NAND planar de baja resistencia. En Computex en junio pasado, un proveedor de SSD nos habló de un SSD TLC 2D OEM que superará la resistencia nominal en poco más de un año. El SSD tiene que durar un año debido a la garantía de un año de la computadora portátil, pero cualquier cosa más allá de un año de uso depende del usuario. Tácticas como esa son las fuerzas impulsoras detrás de poner SSD sin DRAM baratos en portátiles de $ 500.

    Especificaciones técnicas

    OCZ TL100 (120GB)

    OCZ TL100 (240GB)

    SanDisk SSD Plus (120GB)

    Tenemos once SSD en la red. Además de nuestras dos piezas de diseño de referencia prototipo, las otras nueve se venden en línea y en tiendas minoristas. Las piezas de venta al por menor provienen de cuatro series diferentes y tres fabricantes diferentes. Repasaremos cada modelo individualmente. Comencemos con los productos de desarrollo de vanguardia armados con 3D NAND antes de pasar a los detalles de los productos minoristas.

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