Os SSDs modernos oferecem uma proporção de GB por $ muito melhor do que costumavam alguns anos atrás. Quando os SSDs chegaram ao mercado, eles geralmente estavam na faixa de capacidade de 64 GB ou 128 GB. Eles também eram mais caros que os HDDs de vários terabytes. Durante anos, assumiu-se que se você queria muito de armazenamento e não queria pagar preços altos, você precisava de um HDD e tinha que aceitar o menor atuação.
As coisas são um pouco diferentes agora, no entanto. Sim, os SSDs ainda são mais caros por GB do que os HDDs, mas o preço é muito mais próximo. Um SSD de 2 TB é atualmente o ponto ideal de preços para SSDs. Um SSD de 2 TB custa cerca de duas vezes o preço de um HDD de 2 TB. Agora você pode obter uma vantagem de desempenho ainda mais significativa por esse custo extra.
Ainda é verdade que, se você quiser muitos terabytes de armazenamento. Por exemplo, é mais barato obter HDDs se você quiser uma grande matriz RAID. Mas suponha que você esteja lidando apenas com os níveis diários de armazenamento do computador de usuários domésticos. Nesse caso, um SSD de um ou dois terabytes é mais que suficiente e não vai quebrar o banco.
Como o preço caiu?
Então o que mudou? O que trouxe o preço para níveis razoáveis? Em primeiro lugar, a tecnologia simplesmente amadureceu. Fica mais barato fazer essas coisas ao longo do tempo. No entanto, alguns avanços e inovações tecnológicas foram um verdadeiro divisor de águas. O 3D VNAND permitiu aumentos significativos na densidade de armazenamento, permitindo que as células de memória fossem empilhadas umas sobre as outras, em vez de ficarem cada vez mais próximas em um único plano. Isso não é diferente de como os estacionamentos de vários andares permitem que mais carros sejam estacionados na mesma área de um estacionamento plano.
Os SSDs modernos agora geralmente usam memória flash TLC. TLC significa Triple-Level Cell, o que significa que cada célula de memória pode armazenar três bits de dados. Isso triplica a capacidade de armazenamento de dados do mesmo número de células de memória quando comparado à memória Single-Layer Cell (SLC) em SSDs anteriores.
Essas três mudanças explicam a maior parte da melhoria de preço nos SSDs. No entanto, houve muitos outros desenvolvimentos também. O problema é que o TLC vem com algumas ressalvas bem grandes.
Qual é o problema com o TLC?
O problema de colocar vários bits de dados em uma única célula de memória é que é significativamente mais complexo gravar dados. Isso retarda o processo. Isso é um problema porque os SSDs devem ser rápidos. Eles têm impulsionado as novas gerações de padrões para dobrar e redobrar a largura de banda para permitir um armazenamento mais rápido.
Embora você ainda possa ler do TLC em incríveis 16 GB nos SSDs PCIe 5 mais recentes, você definitivamente não pode escrever para eles tão rápido. Na verdade, as velocidades de gravação do TLC são geralmente algo em torno de 2000 MBs. Isso ainda é muito mais rápido que um HDD, mas mais lento que os SSDs PCIe 3.
Observação: TLC não é o único tipo de memória flash em uso. Há um número relativamente baixo de SSDs Quad-Level Cell (QLC), e o desenvolvimento de SSDs Penta-Level Cell (PLC) está progredindo para 4 e 5 bits de dados por célula, respectivamente. As velocidades de gravação da memória QLC estão atualmente em torno de 350 MBs, o que é mais lento que os HDDs.
Entre no Cache SLC
Os fabricantes de SSD desenvolveram o cache SLC para contornar essas velocidades de gravação altamente reduzidas. Este é um truque simples de gravar dados em uma memória flash SLC super-rápida. Os dados são então copiados para o flash TLC mais lento o mais rápido possível em segundo plano. Isso permite as velocidades de gravação rápidas e anunciadas do SSD, desde que haja espaço de cache SLC para gravar. Isso não é um problema na maioria dos casos, mas pode ser se você estiver fazendo operações de gravação substanciais de uma só vez. Por exemplo, restaurar ou gravar um backup geralmente envolve gravar em uma grande porcentagem de uma unidade.
O cache SLC normalmente vem em duas partes distintas: um cache SLC estático e um cache pseudo-SLC dinâmico. O cache estático é geralmente pequeno, menos de 10 GB, mesmo em unidades grandes de 2 TB. O cache estático está sempre disponível, mesmo quando a unidade está quase cheia. O cache dinâmico varia em tamanho, como o nome sugere, com base no espaço restante na unidade.
SSDs maiores têm caches pseudo-SLC maiores e podem fazer gravações maiores em velocidades de pico. É importante observar que o tamanho do cache dinâmico é baseado no espaço livre restante, não na capacidade total da unidade. O tamanho do cache dinâmico é reduzido à medida que a unidade é preenchida. Muitos SSDs alocam cerca de um terço de seu espaço livre para ser usado como cache SLC dinâmico. Isso pode ser cerca de 600 GB em uma unidade de 2 TB.
O controlador SSD escolhe gravar dados de entrada no cache SLC porque é rápido. Isso é importante porque os dados podem ser fornecidos ao SSD mais rapidamente do que podem ser gravados na memória flash TLC muito mais lenta. Quando o SSD está ocioso, o controlador copia os dados para a memória TLC em suas velocidades de gravação mais lentas. Isso armazena os dados de maneira mais eficiente em termos de espaço e libera o cache SLC novamente para aceitar mais operações de gravação em altas velocidades. Enquanto houver espaço no cache do SLC, o SSD poderá operar em suas velocidades máximas anunciadas. Uma vez que o cache está cheio, a unidade precisa desacelerar, e é por isso que ter um cache SLC grande é útil.
Futuro potencial
Nenhum SSD faz uso dele no momento, mas também há um caso de uso potencial para um cache MLC. MLC significa Multi-Level Cell, um método mal nomeado de armazenar dois bits de dados em uma célula em vez de um ou três. Isso é mais lento que o SLC, mas mais rápido que o TLC. Enquanto os caches SLC oferecem velocidades fantásticas que o MLC não pode igualar, o MLC ofereceria o dobro do tamanho do cache.
Teoricamente, isso seria um meio-termo excelente, permitindo velocidades de cache SLC de pico até que o cache SLC seja consumido. Em seguida, desça para um cache MLC se mais dados ainda precisarem ser gravados. Isso ainda seria mais rápido do que escrever diretamente na memória TLC ou QLC, mas provavelmente envolveria uma lógica mais complicada.
Embora as velocidades do TLC tenham sido relativamente rápidas, isso não foi necessário. À medida que os SSDs QLC e PLC se tornam mais comuns, eles vêm com mais reduções na velocidade de gravação. O cache secundário de MLC pode ser uma maneira de desenvolver a tecnologia para aliviar isso.
Conclusão
O cache SLC é um método inteligente de cache de gravação em SSDs. Ele permite altas velocidades de transferência em gravações em centenas de gigabytes na memória flash que nominalmente não podem ser gravadas nessa velocidade. Os dados gravados no cache são liberados para a memória flash TLC ou QLC o mais rápido possível para liberar o cache para velocidades de transferência máximas.
A quantidade de cache SLC varia dependendo do espaço livre restante na unidade. Isso significa que unidades maiores e mais vazias podem gravar mais dados em velocidades máximas do que SSDs menores ou SSDs mais próximos da capacidade. O que você acha? Deixe-nos saber nos comentários abaixo.