Moderne SSD's bieden een veel betere GB per $-verhouding dan een paar jaar geleden. Toen SSD's voor het eerst op de markt kwamen, bevonden ze zich over het algemeen in het capaciteitsbereik van 64 GB of 128 GB. Ze waren ook duurder dan HDD's van meerdere terabyte. Jarenlang werd aangenomen dat je veel wilde hebben opslagruimte en wilde geen hoge prijzen betalen, je had een HDD nodig en moest de lagere accepteren prestatie.
Nu zijn de zaken echter een beetje anders. Ja, SSD's zijn nog steeds duurder per GB dan HDD's, maar de prijs is veel dichterbij. Een SSD van 2 TB is momenteel de beste prijs voor SSD's. Een SSD van 2 TB is ongeveer twee keer zo duur als een HDD van 2 TB. U kunt nu een nog groter prestatievoordeel krijgen voor die extra kosten.
Het is nog steeds waar dat als je veel terabytes aan opslagruimte wilt. Het is bijvoorbeeld goedkoper om HDD's te kopen als je een grote RAID-array wilt. Maar stel dat je alleen te maken hebt met alledaagse computeropslagniveaus voor thuisgebruikers. In dat geval is een SSD van één of twee terabyte meer dan genoeg en zal de bank niet kapot gaan.
Hoe is de prijs gedaald?
Dus wat is er veranderd? Wat bracht de prijs naar een redelijk niveau? Allereerst is de technologie gewoon volwassen geworden. Het wordt in de loop van de tijd goedkoper om deze dingen te maken. Sommige technologische doorbraken en innovaties zijn echter een echte game-changer geweest. 3D VNAND maakte een aanzienlijke toename van de opslagdichtheid mogelijk doordat geheugencellen op elkaar konden worden gestapeld in plaats van steeds dichter bij elkaar op een enkel vlak te worden geplet. Dit is niet anders dan hoe parkeergarages met meerdere verdiepingen het mogelijk maken om meer auto's te parkeren in hetzelfde gebied als een vlakke parkeerplaats.
Moderne SSD's gebruiken nu over het algemeen TLC-flashgeheugen. TLC staat voor Triple-Level Cell, wat betekent dat elke geheugencel drie databits kan opslaan. Dit verdrievoudigt de gegevensopslagcapaciteit van hetzelfde aantal geheugencellen in vergelijking met het Single-Layer Cell (SLC) geheugen in eerdere SSD's.
Deze drie veranderingen verklaren het grootste deel van de prijsverbetering in SSD's. Maar er zijn ook genoeg andere ontwikkelingen geweest. Het punt is dat TLC wordt geleverd met een aantal behoorlijk grote voorbehouden.
Wat is het probleem met TLC?
Het probleem met het plaatsen van meerdere bits gegevens in een enkele geheugencel is dat het aanzienlijk ingewikkelder is om gegevens te schrijven. Dit vertraagt het proces. Dit is een probleem omdat SSD's snel moeten zijn. Ze hebben nieuwe generaties normen aangestuurd om de bandbreedte te verdubbelen en te verdubbelen om snellere opslag mogelijk te maken.
Hoewel je nog steeds van TLC kunt lezen met maar liefst 16 GB op de nieuwste PCIe 5 SSD's, kun je er zeker niet zo snel naar schrijven. In feite zijn TLC-schrijfsnelheden over het algemeen ergens rond de 2000 MB. Dat is nog steeds veel sneller dan een HDD, maar langzamer dan PCIe 3 SSD's.
Opmerking: TLC is niet het enige type flashgeheugen dat wordt gebruikt. Er zijn relatief weinig Quad-Level Cell (QLC) SSD's en de ontwikkeling van Penta-Level Cell (PLC) SSD's vordert voor respectievelijk 4 en 5 bits aan data per cel. Schrijfsnelheden van QLC-geheugen liggen momenteel rond de 350 MB, wat langzamer is dan HDD's.
Voer de SLC-cache in
SSD-fabrikanten hebben SLC-caching ontwikkeld om deze sterk verlaagde schrijfsnelheden te omzeilen. Dit is een simpele truc om gegevens naar supersnel SLC-flashgeheugen te schrijven. De gegevens worden vervolgens zo snel mogelijk naar de langzamere TLC-flitser op de achtergrond gekopieerd. Dit maakt de geadverteerde, hoge schrijfsnelheden van de SSD mogelijk, zolang er SLC-cacheruimte is om in te schrijven. Dit is in de meeste gevallen geen probleem, maar kan het zijn als u in één keer aanzienlijke schrijfbewerkingen uitvoert. Het herstellen of schrijven van een back-up houdt bijvoorbeeld meestal in dat naar een groot percentage van een schijf wordt geschreven.
De SLC-cache bestaat meestal uit twee verschillende delen: een statische SLC-cache en een dynamische pseudo-SLC-cache. De statische cache is over het algemeen klein, minder dan 10 GB, zelfs op grote schijven van 2 TB. De statische cache is altijd beschikbaar, zelfs als de schijf bijna vol is. De dynamische cache varieert in grootte, zoals de naam al doet vermoeden, op basis van de resterende ruimte op de schijf.
Grotere SSD's hebben grotere pseudo-SLC-caches en kunnen grotere schrijfbewerkingen uitvoeren bij pieksnelheden. Het is belangrijk op te merken dat de dynamische cachegrootte is gebaseerd op de resterende vrije ruimte, niet op de totale schijfcapaciteit. De dynamische cachegrootte wordt kleiner naarmate de schijf vol raakt. Veel SSD's wijzen ongeveer een derde van hun vrije ruimte toe aan gebruik als dynamische SLC-cache. Dat kan zo'n 600 GB zijn op een schijf van 2 TB.
De SSD-controller kiest ervoor om inkomende gegevens naar de SLC-cache te schrijven omdat deze snel is. Dit is belangrijk omdat de gegevens sneller aan de SSD kunnen worden geleverd dan dat ze naar het veel langzamere TLC-flashgeheugen kunnen worden geschreven. Wanneer de SSD vervolgens inactief is, kopieert de controller de gegevens vervolgens met lagere schrijfsnelheden naar het TLC-geheugen. Dit slaat de gegevens op een meer ruimtebesparende manier op en maakt de SLC-cache weer vrij om meer schrijfbewerkingen met hoge snelheden te accepteren. Zolang er ruimte is in de SLC-cache, kan de SSD werken met de maximale geadverteerde snelheden. Zodra de cache vol is, moet de schijf langzamer gaan draaien. Daarom is het handig om een grote SLC-cache te hebben.
Potentiële toekomst
Op dit moment maken geen SSD's er gebruik van, maar er is ook een mogelijke use-case voor een MLC-cache. MLC staat voor Multi-Level Cell, een slecht benoemde methode om twee bits gegevens in een cel op te slaan in plaats van één of drie. Dit is langzamer dan SLC, maar sneller dan TLC. Hoewel SLC-caches fantastische snelheden bieden die MLC niet kon evenaren, zou MLC twee keer de cachegrootte bieden.
Theoretisch zou dit een uitstekende middenweg zijn die maximale SLC-cachingsnelheden mogelijk maakt totdat de SLC-cache is verbruikt. Dan naar een MLC-cache gaan als er nog meer gegevens moeten worden geschreven. Dit zou nog steeds sneller zijn dan direct schrijven naar het TLC- of QLC-geheugen, maar zou waarschijnlijk meer gecompliceerde logica met zich meebrengen.
Hoewel TLC-snelheden relatief snel waren, was dit niet nodig. Naarmate QLC- en PLC-SSD's gebruikelijker worden, zullen ze met verdere verlagingen van de schrijfsnelheid komen. Secundaire MLC-caching kan een manier zijn waarop de technologie zich ontwikkelt om dit te verlichten.
Conclusie
SLC-caching is een slimme methode van write-caching op SSD's. Het zorgt voor hoge overdrachtssnelheden bij schrijven naar de honderden gigabytes op flash-geheugen waar nominaal niet naar kan worden geschreven met die snelheid. Gegevens die naar de cache zijn geschreven, worden zo snel mogelijk naar het TLC- of QLC-flashgeheugen gespoeld om de cache vrij te maken voor maximale overdrachtssnelheden.
De hoeveelheid SLC-cache varieert afhankelijk van de resterende vrije ruimte op de schijf. Dit betekent dat grotere en lege schijven meer gegevens kunnen schrijven bij pieksnelheden dan kleinere SSD's of SSD's die dichter bij de capaciteit staan. Wat denk je? Laat het ons weten in de reacties hieronder.