SSD — это быстрые устройства хранения данных, которые с годами сильно подешевели. То, о чем вы, возможно, не знаете, так это умное использование технологии, которая использовалась для сокрытия того факта, что это снижение цен на самом деле произошло за счет других значительных затрат. Прежде чем мы обсудим различные типы флэш-памяти, будет полезно рассмотреть еще три аббревиатуры.
Гарантийные сокращения
Гарантии на SSD обычно имеют два значения: количество лет и TBW. Это расшифровывается как TeraBytes Written и является мерой того, сколько терабайт гарантирует производитель диска для безопасной записи. Это значение всегда зависит от размера диска, поэтому иногда вы также можете или в качестве альтернативы увидеть рейтинг TDW. Это означает Total Drive Writes и, как правило, одинаково для всех вариантов емкости в серии дисков, поскольку остальные компоненты одинаковы.
Например, серия Samsung 980 Pro выпускается в четырех вариантах емкости: 250 ГБ, 500 ГБ, 1 ТБ и 2 ТБ. Они соответственно предлагают 150, 300, 600 и 1200 гарантий TBW. По мере удвоения размера диска увеличивается и гарантированный объем данных, записываемых на диск. Это составляет 600 полных операций записи диска или 600 TDW, покрываемых гарантией.
Последняя аббревиатура — DRPD или Drive Writes Per Day. Это всего лишь мера того, сколько гарантированных операций записи на диск можно уложить в гарантийный период времени. Опять же, для Samsung 980 Pro гарантийный срок составляет 5 лет, в которых 1826 дней. Это означает, что вы можете записывать примерно треть емкости накопителя каждый день в течение всего 5-летнего гарантийного периода. При емкости 250 ГБ это «всего» 83 ГБ в день в течение пяти лет. При емкости 2 ТБ это 666 ГБ каждый день в течение пяти лет.
SLC
Флэш-память SLC — это тип флэш-памяти, который использовался в первых твердотельных накопителях и означает одноуровневую ячейку. Он хранит один двоичный бит данных в каждой ячейке памяти. Хотя производительность и долговечность первых твердотельных накопителей были низкими, это было связано с недостаточной зрелостью рынка. Теперь эти проблемы решены с помощью гораздо более быстрых разъемов, лучших драйверов и улучшенной технологии выравнивания износа.
SLC является самым быстрым типом флэш-памяти и имеет самый длительный срок службы. Однако он является самым дорогим и в основном больше не используется. По сути, SLC можно найти только в средах предприятий/центров обработки данных, где надежность является ключевым фактором, а стоимость не так важна.
ДЛК
MLC расшифровывается как многоуровневая ячейка. Этот тип флэш-памяти хранит два бита данных на ячейку флэш-памяти. Этот тип памяти не был назван с каким-либо дальновидным мышлением, как вы можете догадаться из названий других типов флэш-памяти. Большая разница здесь заключается в том, что при удвоении объема данных, которые могут храниться в каждой ячейке памяти, общая емкость любого аналогичного диска удваивается. Удивительно, но это не требует никаких аппаратных изменений базовой флэш-памяти, только контроллера SSD, поэтому цена за гигабайт хранилища может быть практически мгновенно снижена вдвое.
Проблема с хранением двух битов данных в ячейке заключается в том, что их чтение и запись становится все труднее и медленнее. Кроме того, сокращается общий срок службы ячейки памяти. С MLC производительность по-прежнему довольно высока, и хотя срок службы сокращается, одновременные улучшения в других областях, включая выравнивание износа, компенсируют это. В настоящее время доступно очень небольшое количество дисков MLC, хотя они дешевле, чем SLC, они все еще недешевы и были вытеснены.
ТСХ
TLC расшифровывается как Triple-Level Cell. Это текущая стандартная конфигурация памяти для флэш-памяти в твердотельных накопителях. Как вы можете догадаться из названия, он хранит три бита данных на ячейку памяти. Это в три раза выше плотности хранения SLC и на 50 % выше по сравнению с MLC. Твердотельные накопители TLC в настоящее время стоят примерно в два раза дороже, чем жесткие диски сопоставимого размера, при этом оптимальная цена составляет 2 ТБ.
Опять же, TLC имеет те же недостатки и смягчающие факторы, а также несколько новых улучшений. У него меньший срок службы, чем у флэш-памяти MLC, но улучшенное выравнивание износа помогает справиться с этим. Особенно в сочетании с избыточным выделением ресурсов, которое включает некоторые дополнительные ячейки памяти, которые контроллер SSD может заменить старыми изношенными ячейками.
TLC также медленнее читает и записывает. Скорость чтения не является проблемой, даже с современными высокоскоростными механизмами хранения они все еще могут насыщать полосу пропускания. Тем не менее, скорость записи является проблемой, и она в основном была уменьшена за счет использования кэша SLC. Как мы рассмотрели здесь, Кэширование SLC включает в себя обработку части TLC как SLC, запись на которую может выполняться намного быстрее. Затем данные выгружаются в TLC как можно быстрее, чтобы освободить место. В высокопроизводительных твердотельных накопителях TLC этот кэш обычно составляет треть оставшегося пространства для хранения, которое может достигать 600 ГБ на пустом диске емкостью 2 ТБ.
Примечание. Samsung 980 Pro, для которого мы представили статистику выше, использует флэш-память TLC.
QLC
QLC расшифровывается как Quad-Level Cell. Как и ожидалось, он хранит четыре бита данных на ячейку, обеспечивая в четыре раза большую плотность хранения, чем SLC, и вдвое большую, чем MLC. Он следует тем же тенденциям, что и остальная часть рынка, медленнее записывает и читает и имеет меньший срок службы, чем флэш-память TLC.
На рынке представлено относительно небольшое количество твердотельных накопителей QLC. Хотя они предлагают более низкие цены при аналогичной емкости и модели большей емкости, они не намного дешевле, чем TLC. Они также имеют еще более серьезные потери скорости, когда кеш SLC исчерпан. Эта технология будет продолжать развиваться и со временем может заменить TLC в качестве стандартного метода хранения.
Samsung 870 QVO не имеет прямого сравнения с 980 Pro, но использует QLC и поставляется с 3-летней гарантией или 360 ТБВт на терабайт. Он имеет емкость 1, 2, 4 и 8 ТБ, а не 2 ТБ. Сокращение срока службы можно довольно легко увидеть в высокопроизводительных накопителях, которые максимально сопоставимы друг с другом. Чем больше уровней на ячейку, тем ниже рейтинг TBW и TDW. Соответственно, гарантийный срок может быть сокращен, чтобы рейтинг DRPD оставался на уровне рыночных значений.
ПЛК
Как вы могли догадаться, PLC расшифровывается как Penta-Level Cell. Он хранит пять бит данных на ячейку. В настоящее время в продаже нет твердотельных накопителей для ПЛК, поскольку эта технология все еще находится в разработке. Он будет предлагать те же плюсы и минусы. Повышенная плотность хранения и сниженная цена за счет сокращения срока службы и скорости. Производители памяти также говорят о возможностях, выходящих за рамки ПЛК, включая сохранение семи уровней на ячейку. Скорее всего, потребуется некоторое время, чтобы они вышли на рынок, поскольку за это время необходимо будет улучшить или изобрести другие технологии.
Вывод
SLC, MLC, TLC, QLC и PLC — это, по сути, одно и то же физическое устройство. Каждая ячейка памяти представляет собой один транзистор. Хотя технология развивалась с течением времени, они несколько изменились, базовые необработанные функции и методы, лежащие в основе каждого из них, идентичны. Основное отличие заключается в том, как они управляются. В реальном мире достаточно легко упростить ситуацию до меньшего количества уровней на ячейку, что быстрее, но дороже. Пока вы осведомлены о различных уровнях продуктов, которые вы просматриваете, и об общем состоянии рынка, вы можете принять обоснованное решение.
В настоящее время TLC — это то, что вам нужно, если вам действительно не нужен твердотельный накопитель емкостью 8 ТБ. При этом, если вы рассматриваете скорость как ключевой фактор, ищите диски большего размера с большими кэшами SLC. Часто может упоминаться кэш SLC, но не объявляться его емкость. Важно найти надежные и подробные обзоры, которые проверяют это, если вы стремитесь к высокой производительности.