Перейти к содержимому

Обзор твердотельных накопителей без DRAM на 11 дисков

    1646297643

    Введение и обзор

    Что произойдет, если ваш SSD потеряет память? Вопреки распространенному мнению, твердотельные накопители без DRAM не новы. Первые потребительские твердотельные накопители поставлялись без кэш-памяти DRAM и имели проблемы с зависаниями, поэтому отрасль решила проблему снижения производительности с помощью DRAM. Позже SandForce выпустила контроллеры, которые использовали небольшой объем памяти, спрятанный внутри флэш-процессора, — метод, который до сих пор используется в большинстве контроллеров SSD. Мы изучаем несколько новых розничных продуктов без DRAM, а также две модели следующего поколения с NAND, которые мы никогда раньше не тестировали. К концу этой статьи мы надеемся узнать, вернут ли нас современные твердотельные накопители без DRAM к исходной точке или же эти продукты расширят возможности SandForce.

    По разным причинам за прошедшие годы несколько компаний вложили средства в технологию, позволяющую избавиться от кэш-памяти DRAM. Некоторые компании не производят энергозависимую память — только Samsung, Sk hynix и Micron (Crucial) производят как NAND, так и DRAM. Другим производителям твердотельных накопителей приходится покупать память у конкурента, который также пытается продавать твердотельные накопители. DRAM также потребляет больше энергии, чем флэш-память, подвержена резким колебаниям цен, иногда ее не хватает, и она является критическим компонентом, который большинство компаний не контролирует.

    Ваш компьютер хранит часто используемые данные и данные приложений в памяти, которую вы можете назвать SDRAM, DDR, DDR3 или DDR4. SSD-накопители используют память немного по-другому, хотя это может быть не менее важно. SSD-накопители не хранят данные так же, как HDD, прежде всего потому, что NAND имеет ограниченный срок службы. Ваша операционная система была построена на предположении, что она будет хранить данные на жестком диске, поэтому она направляет данные в определенные места (адреса) для хранения.

    Контроллер SSD перетасовывает данные по разным адресам, чтобы обеспечить равномерный износ флэш-памяти, но операционная система не знает о перемещении данных. SSD также выполняет операции по сбору мусора, чтобы предоставить достаточное количество свободных блоков для обеспечения высокой производительности, наряду с несколькими другими фоновыми задачами, которые приводят к совершенно другому набору внутренних адресов данных.

    По сути, операционная система имеет одну карту адресов данных, где, по ее мнению, находятся данные, которую SSD считает логической картой, в то время как у SSD есть собственная физическая карта, отражающая, где на самом деле находятся данные. SSD поддерживает две отдельные карты и обращается к ним или обновляет их каждый раз, когда операционной системе требуется доступ к данным. Уровень трансляции флэш-памяти (FTL) координирует все процессы.

    Твердотельные накопители будут хранить всю карту или ее часть в памяти DDR2 или DDR3 (обычно). DRAM намного быстрее, чем NAND, поэтому SSD может быстро получить доступ к карте для повышения производительности. Память типа DDR теряет данные при отсутствии питания, а NAND сохраняет их даже при отключении питания. SSD хранит копию карты на NAND, чтобы уменьшить вероятность потери карты из-за потери питания. (Технически SSD не теряет данные, он просто теряет карту, поэтому не может ее найти).

    Существует несколько различных подходов к устранению DRAM. Мы знаем только о нескольких, потому что глубокая внутренняя работа и алгоритмы, как правило, являются коммерческой тайной. Распространенным методом является встраивание небольшого объема памяти в контроллер. Контроллер Phison S11, который у нас есть в нашем тестовом пуле, имеет 32 МБ встроенной памяти SRAM, но это очень маленький объем памяти по сравнению с внешним модулем. Другие методы включают сжатие карты слоя флэш-перевода (по сути, это сложная электронная таблица, поэтому она легко сжимается) или кэширование части карты в системной памяти (HMB). Контроллер SSD часто обращается всего к 8 процентам карты, поэтому есть способы уменьшить потерю производительности.

    К сожалению, у твердотельных накопителей без DRAM есть и неприятная сторона. Обновление карты непосредственно во флэш-памяти требует небольших случайных операций записи, что снижает выносливость SSD. Это особенно неприятная проблема с планарной флэш-памятью 2D TLC NAND с низким ресурсом. На выставке Computex в июне прошлого года один поставщик твердотельных накопителей рассказал нам об твердотельном накопителе OEM 2D TLC, который проработает заявленный срок службы чуть больше года. Твердотельный накопитель должен работать год из-за годовой гарантии на ноутбук, но все, что превышает год использования, должен исправить пользователь. Подобная тактика является движущей силой установки дешевых твердотельных накопителей без DRAM в ноутбуки за 500 долларов.

    Технические характеристики

    OCZ TL100 (120 ГБ)

    OCZ TL100 (240 ГБ)

    Твердотельный накопитель SanDisk Plus (120 ГБ)

    У нас есть одиннадцать SSD в сети. Помимо двух наших частей эталонного дизайна прототипа, остальные девять продаются в Интернете и в розничных магазинах. Детали для розничной продажи поступают из четырех разных серий и трех разных производителей. Мы рассмотрим каждую модель в отдельности. Давайте начнем с передовых продуктов для разработки, оснащенных 3D NAND, прежде чем мы перейдем к деталям розничных продуктов.

    0 0 голоса
    Rating post
    Подписаться
    Уведомить о
    guest
    0 comments
    Межтекстовые Отзывы
    Посмотреть все комментарии
    0
    Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x