Nowoczesne dyski SSD oferują znacznie lepszy stosunek GB do dolara niż kilka lat temu. Kiedy dyski SSD po raz pierwszy pojawiły się na rynku, zazwyczaj miały pojemność 64 GB lub 128 GB. Były też droższe niż wieloterabajtowe dyski twarde. Przez lata zakładano, że chcesz dużo miejsca i nie chciałeś płacić wysokich cen, potrzebowałeś dysku twardego i musiałeś zaakceptować niższą wydajność.
Jednak teraz sytuacja wygląda trochę inaczej. Tak, dyski SSD są nadal droższe za GB niż dyski HDD, ale ceny są znacznie bliższe. Dysk SSD o pojemności 2 TB to obecnie najlepszy punkt cenowy dla dysków SSD. Dysk SSD o pojemności 2 TB jest około dwa razy droższy od dysku twardego o pojemności 2 TB. Za ten dodatkowy koszt możesz teraz uzyskać jeszcze większą przewagę wydajności.
Nadal prawdą jest, że jeśli chcesz mieć wiele terabajtów pamięci. Na przykład taniej jest kupić dyski twarde, jeśli chcesz mieć dużą macierz RAID. Ale załóżmy, że masz do czynienia tylko z codziennymi użytkownikami domowymi na poziomie pamięci masowej komputera. W takim przypadku jedno- lub dwuterabajtowy dysk SSD jest więcej niż wystarczający i nie rozbije banku.
Jak spadła cena?
Więc co się zmieniło? Co sprowadziło cenę do rozsądnych poziomów? Przede wszystkim technologia po prostu dojrzała. Z czasem robienie tych rzeczy staje się tańsze. Jednak niektóre przełomy technologiczne i innowacje były prawdziwym przełomem. Technologia 3D VNAND umożliwiła znaczne zwiększenie gęstości pamięci, umożliwiając układanie komórek pamięci jeden na drugim, zamiast ściskania coraz bliżej siebie na jednej płaszczyźnie. Nie różni się to od tego, w jaki sposób parkingi wielopoziomowe umożliwiają zaparkowanie większej liczby samochodów na tym samym obszarze, co parking płaski.
Współczesne dyski SSD zazwyczaj wykorzystują teraz pamięć flash TLC. TLC to skrót od Triple-Level Cell, co oznacza, że każda komórka pamięci może przechowywać trzy bity danych. To potraja pojemność przechowywania danych tej samej liczby komórek pamięci w porównaniu z pamięcią Single-Layer Cell (SLC) we wcześniejszych dyskach SSD.
Te trzy zmiany wyjaśniają większość poprawy cen dysków SSD. Jednak było też wiele innych wydarzeń. Chodzi o to, że TLC zawiera kilka dość dużych zastrzeżeń.
Jaki jest problem z TLC?
Problem z umieszczaniem wielu bitów danych w jednej komórce pamięci polega na tym, że zapisywanie danych jest znacznie bardziej złożone. To spowalnia proces. Jest to problem, ponieważ dyski SSD mają być szybkie. Wprowadzają nowe generacje standardów, które podwajają i podwajają przepustowość, aby umożliwić szybsze przechowywanie.
Chociaż nadal możesz czytać z TLC przy niesamowitych 16 GB na najnowszych dyskach SSD PCIe 5, zdecydowanie nie możesz pisać do nich tak szybko. W rzeczywistości prędkości zapisu TLC wynoszą na ogół około 2000 MB. To nadal znacznie szybsze niż HDD, ale wolniejsze niż dyski SSD PCIe 3.
Notatka: TLC nie jest jedynym używanym typem pamięci flash. Liczba dysków SSD Quad-Level Cell (QLC) jest stosunkowo niewielka, a rozwój dysków SSD Penta-Level Cell (PLC) postępuje odpowiednio dla 4 i 5 bitów danych na komórkę. Szybkość zapisu pamięci QLC wynosi obecnie około 350 MB, czyli wolniej niż dyski twarde.
Wejdź do pamięci podręcznej SLC
Producenci dysków SSD opracowali pamięć podręczną SLC, aby obejść te mocno zmniejszone prędkości zapisu. To prosta sztuczka polegająca na zapisywaniu danych w superszybkiej pamięci flash SLC. Dane są następnie kopiowane do wolniejszego flasha TLC tak szybko, jak to możliwe w tle. Umożliwia to reklamowane, szybkie prędkości zapisu dysku SSD, o ile jest miejsce na zapis w pamięci podręcznej SLC. W większości przypadków nie stanowi to problemu, ale może być, jeśli jednocześnie wykonujesz znaczne operacje zapisu. Na przykład przywracanie lub zapisywanie kopii zapasowej zazwyczaj wiąże się z zapisywaniem na dużym procencie dysku.
Pamięć podręczna SLC zazwyczaj składa się z dwóch odrębnych części: statycznej pamięci podręcznej SLC i dynamicznej pamięci podręcznej pseudo-SLC. Statyczna pamięć podręczna jest na ogół niewielka, mniej niż 10 GB, nawet na dużych dyskach 2 TB. Statyczna pamięć podręczna jest zawsze dostępna, nawet gdy dysk jest prawie pełny. Dynamiczna pamięć podręczna różni się rozmiarem, jak sugeruje nazwa, w zależności od pozostałego miejsca na dysku.
Większe dyski SSD mają większe pamięci podręczne pseudo-SLC i mogą dokonywać większych zapisów przy szczytowych prędkościach. Należy zauważyć, że rozmiar dynamicznej pamięci podręcznej jest oparty na pozostałym wolnym miejscu, a nie na całkowitej pojemności dysku. Rozmiar dynamicznej pamięci podręcznej zmniejsza się w miarę zapełniania dysku. Wiele dysków SSD przeznacza około jednej trzeciej wolnego miejsca na wykorzystanie jako dynamiczna pamięć podręczna SLC. To może być około 600 GB na dysku 2 TB.
Kontroler SSD zapisuje przychodzące dane do pamięci podręcznej SLC, ponieważ jest szybki. Jest to ważne, ponieważ dane mogą być dostarczane na dysk SSD szybciej niż mogą być zapisywane w znacznie wolniejszej pamięci flash TLC. Gdy dysk SSD znajduje się w stanie bezczynności, kontroler kopiuje dane do pamięci TLC z mniejszą prędkością zapisu. Przechowuje to dane w bardziej efektywny sposób i zwalnia pamięć podręczną SLC, aby akceptować więcej operacji zapisu przy dużych prędkościach. Dopóki w pamięci podręcznej SLC jest miejsce, dysk SSD może działać ze szczytowymi deklarowanymi prędkościami. Gdy pamięć podręczna jest pełna, dysk musi zwolnić, dlatego przydatna jest duża pamięć podręczna SLC.
Potencjalna przyszłość
Obecnie żadne dyski SSD z niego nie korzystają, ale istnieje również potencjalny przypadek użycia pamięci podręcznej MLC. MLC to skrót od Multi-Level Cell, źle nazwanej metody przechowywania dwóch bitów danych w komórce zamiast jednego lub trzech. Jest to wolniejsze niż SLC, ale szybsze niż TLC. Podczas gdy pamięci podręczne SLC oferują fantastyczne prędkości, których MLC nie mógłby dorównać, MLC oferowałby dwukrotnie większy rozmiar pamięci podręcznej.
Teoretycznie byłby to doskonały środek pozwalający na osiągnięcie szczytowych prędkości buforowania SLC, dopóki pamięć podręczna SLC nie zostanie zużyta. Następnie upuść do pamięci podręcznej MLC, jeśli nadal trzeba zapisać więcej danych. Byłoby to nadal szybsze niż bezpośrednie zapisywanie do pamięci TLC lub QLC, ale prawdopodobnie wymagałoby bardziej skomplikowanej logiki.
Chociaż prędkości TLC były stosunkowo duże, nie było to konieczne. W miarę upowszechniania się dysków SSD QLC i PLC nastąpi ich dalsze zmniejszenie szybkości zapisu. Wtórne buforowanie MLC może być sposobem, w jaki technologia rozwija się w celu złagodzenia tego.
Wniosek
Buforowanie SLC to sprytna metoda buforowania zapisu na dyskach SSD. Pozwala na wysokie prędkości transferu przy zapisach do setek gigabajtów w pamięci flash, których nominalnie nie można zapisać z tą prędkością. Dane zapisane w pamięci podręcznej są opróżniane do pamięci flash TLC lub QLC tak szybko, jak to możliwe, aby zwolnić pamięć podręczną dla szczytowych prędkości transferu.
Ilość pamięci podręcznej SLC różni się w zależności od pozostałego wolnego miejsca na dysku. Oznacza to, że większe i puste dyski mogą zapisać więcej danych przy szczytowych prędkościach niż mniejsze dyski SSD lub dyski SSD o mniejszej pojemności. Co myślisz? Daj nam znać w komentarzach poniżej.