כונני SSD מודרניים מציעים יחס ג'יגה-בייט לדולר הרבה יותר טוב מאשר נהגו לפני כמה שנים. כשכונני SSD יצאו לשוק לראשונה, הם היו בדרך כלל בטווח הקיבולת של 64GB או 128GB. הם גם היו יקרים יותר מכוננים קשיחים בנפח רב טרה-בייט. במשך שנים ההנחה הייתה אם אתה רוצה הרבה של אחסון ולא רצית לשלם מחירים גבוהים, היית צריך HDD ונאלצת לקבל את הנמוך יותר ביצועים.
אבל עכשיו הדברים קצת שונים. כן, כונני SSD עדיין יקרים יותר לג'יגה-בייט מאשר כונני HDD, אבל התמחור קרוב בהרבה. SSD בנפח 2TB הוא כרגע נקודת התמחור של כונני SSD. SSD של 2TB הוא בערך פי שניים מהמחיר של 2TB HDD. כעת אתה יכול לקבל יתרון ביצועים משמעותי עוד יותר עבור העלות הנוספת הזו.
זה עדיין נכון שאם אתה רוצה הרבה טרה-בייט של אחסון. לדוגמה, זול יותר להשיג כונני HDD אם אתה רוצה מערך RAID גדול. אבל נניח שאתה מתמודד רק עם רמות אחסון מחשבים של משתמשים ביתיים יומיומיים. במקרה כזה, SSD של אחד או שניים טרה-בייט די והותר ולא ישבור את הכסף.
איך המחיר ירד?
אז מה השתנה? מה הוריד את המחיר לרמות סבירות? קודם כל, הטכנולוגיה פשוט הבשילה. זה נהיה זול יותר לייצר את הדברים האלה עם הזמן. עם זאת, כמה פריצות דרך וחידושים טכנולוגיים היו מחליפים משחק אמיתיים. 3D VNAND אפשר עלייה משמעותית בצפיפות האחסון על ידי מתן אפשרות לערום תאי זיכרון זה על גבי זה במקום להידחס קרוב יותר ויותר זה לזה במישור אחד. זה לא שונה מהאופן שבו חניונים מרובי קומות מאפשרים להחנות יותר מכוניות באותו אזור כמו חניון שטוח.
כונני SSD מודרניים משתמשים כיום בדרך כלל בזיכרון פלאש TLC. TLC ראשי תיבות של Triple-Level Cell, כלומר כל תא זיכרון יכול לאחסן שלושה סיביות נתונים. זה משלש את קיבולת אחסון הנתונים של אותו מספר של תאי זיכרון בהשוואה לזיכרון תא יחיד (SLC) בכונני SSD קודמים.
שלושת השינויים הללו מסבירים את רוב שיפור המחירים בכונני SSD. עם זאת, היו גם הרבה התפתחויות אחרות. העניין הוא ש- TLC מגיע עם כמה אזהרות די גדולות.
מה הבעיה עם TLC?
הבעיה בהכנסת מספר סיביות של נתונים לתא זיכרון בודד היא שזה הרבה יותר מורכב לכתוב נתונים. זה מאט את התהליך. זו בעיה מכיוון שכונני SSD אמורים להיות מהירים. הם הניעו דורות חדשים של תקנים להכפיל ולהכפיל את רוחב הפס כדי לאפשר אחסון מהיר יותר.
למרות שאתה עדיין יכול לקרוא מ-TLC ב-16GBs בולטים בכונני PCIe 5 SSD האחרונים, אתה בהחלט לא יכול לכתוב אליהם כל כך מהר. למעשה, מהירויות הכתיבה של TLC הן בדרך כלל איפשהו בסביבות 2000MBs. זה עדיין הרבה יותר מהיר מאשר דיסק קשיח אבל איטי יותר מכונני SSD PCIe 3.
הערה: TLC אינו הסוג היחיד של זיכרון פלאש בשימוש. יש מספר נמוך יחסית של SSDs Quad-Level Cell (QLC), והפיתוח של SSDs Penta-Level Cell (PLC) מתקדם עבור 4 ו-5 סיביות של נתונים לתא, בהתאמה. מהירויות הכתיבה של זיכרון QLC הן כיום בסביבות 350MBs, וזה איטי יותר מכונני HDD.
הכנס למטמון SLC
יצרני SSD פיתחו מטמון SLC כדי לעקוף את מהירויות הכתיבה המופחתות בהרבה. זהו טריק פשוט לכתיבת נתונים לזיכרון פלאש SLC מהיר במיוחד. לאחר מכן, הנתונים מועתקים לפלאש ה-TLC האיטי יותר מהר ככל האפשר ברקע. זה מאפשר את מהירויות הכתיבה המפורסמות והמהירות של ה-SSD, כל עוד יש שטח מטמון SLC לכתוב אליו. זו לא בעיה ברוב המקרים אבל יכולה להיות אם אתה מבצע פעולות כתיבה משמעותיות בבת אחת. לדוגמה, שחזור או כתיבת גיבוי כרוכים בדרך כלל בכתיבה לאחוז גדול מהכונן.
מטמון SLC מגיע בדרך כלל בשני חלקים נפרדים: מטמון SLC סטטי ומטמון פסאודו-SLC דינמי. המטמון הסטטי הוא בדרך כלל זעיר, פחות מ-10GB אפילו בכוננים גדולים של 2TB. המטמון הסטטי זמין תמיד, גם כאשר הכונן כמעט מלא. המטמון הדינמי משתנה בגודלו, כפי שהשם מרמז, על סמך השטח הנותר בכונן.
לכונני SSD גדולים יותר יש מטמונים Pseudo-SLC גדולים יותר ויכולים לבצע כתיבה גדולה יותר במהירויות שיא. חשוב לציין שגודל המטמון הדינמי מבוסס על השטח הפנוי שנותר, ולא על קיבולת הכונן הכוללת. גודל המטמון הדינמי מצטמצם ככל שהכונן מתמלא. כונני SSD רבים מקצים כשליש מהשטח הפנוי שלהם לשימוש כמטמון SLC דינמי. זה יכול להיות בסביבות 600GB בכונן של 2TB.
בקר ה-SSD בוחר לכתוב נתונים נכנסים למטמון SLC מכיוון שהוא מהיר. זה חשוב מכיוון שניתן לספק את הנתונים ל-SSD מהר יותר מכפי שניתן לכתוב אותם לזיכרון הפלאש TLC האיטי בהרבה. כאשר ה-SSD אינו פעיל, הבקר מעתיק את הנתונים לזיכרון ה-TLC במהירויות הכתיבה האיטיות יותר שלו. זה מאחסן את הנתונים בצורה יעילה יותר במקום ומפנה שוב את מטמון ה-SLC כדי לקבל יותר פעולות כתיבה במהירויות גבוהות. כל עוד יש מקום במטמון ה-SLC, ה-SSD יכול לפעול במהירויות שיא הפרסום שלו. ברגע שהמטמון מלא, הכונן צריך להאט, וזו הסיבה שיש שימוש במטמון SLC גדול.
עתיד פוטנציאלי
אין כונני SSD שעושים בו שימוש כרגע, אבל יש גם מקרה שימוש פוטנציאלי עבור מטמון MLC. MLC מייצג Multi-Level Cell, שיטה בעלת שם גרוע לאחסון שני סיביות נתונים בתא ולא אחת או שלוש. זה איטי יותר מ-SLC אבל מהיר יותר מ-TLC. בעוד שמטמוני SLC מציעים מהירויות פנטסטיות ש-MLC לא יכול היה להתאים להן, MLC יציע פי שניים את גודל המטמון.
תיאורטית, זו תהיה נקודת ביניים מצוינת המאפשרת מהירויות שיא של שמירה במטמון של SLC עד לצריכת מטמון SLC. ואז ירידה למטמון MLC אם עדיין צריך לכתוב נתונים נוספים. זה עדיין יהיה מהיר יותר מאשר כתיבה ישירה לזיכרון ה-TLC או ה-QLC, אך ככל הנראה יהיה כרוך בהיגיון מסובך יותר.
למרות שמהירויות TLC היו מהירות יחסית, זה לא היה הכרחי. ככל שכונני SSD של QLC ו-PLC הופכים נפוצים יותר, הם יגיעו עם הפחתות מהירות כתיבה נוספות. מטמון MLC משני עשוי להיות דרך שהטכנולוגיה מתפתחת כדי להקל על זה.
סיכום
SLC Caching היא שיטה חכמה לכתיבה במטמון על כונני SSD. זה מאפשר מהירויות העברה גבוהות בכתיבה למאות גיגה-בייט בזיכרון פלאש, שבאופן נומינלי לא ניתן לכתוב אליהם במהירות זו. נתונים שנכתבים למטמון נשטפים לזיכרון הפלאש TLC או QLC במהירות האפשרית כדי לפנות את המטמון למהירויות העברה שיא.
כמות המטמון של SLC משתנה בהתאם לשטח הפנוי שנותר בכונן. המשמעות היא שכוננים גדולים וריקניים יותר יכולים לכתוב יותר נתונים במהירויות שיא מאשר כונני SSD קטנים יותר או SSDs קרובים יותר לקיבולת. מה אתה חושב? ספר לנו בתגובות למטה.