Què és la memòria cau SLC?

Els SSD moderns ofereixen una proporció de GB per $ molt millor que la que solien fer fa uns anys. Quan els SSD van arribar per primera vegada al mercat, generalment estaven en el rang de capacitat de 64 GB o 128 GB. També eren més cars que els HDD de diversos terabytes. Durant anys es va suposar que si volies molt d'emmagatzematge i no volies pagar preus elevats, necessitaves un disc dur i havia d'acceptar el rendiment més baix.

Ara bé, les coses són una mica diferents. Sí, els SSD encara són més cars per GB que els HDD, però el preu és molt més proper. Un SSD de 2 TB és actualment el millor preu per als SSD. Un SSD de 2 TB és al voltant del doble del preu d'un disc dur de 2 TB. Ara podeu obtenir un avantatge de rendiment encara més significatiu per aquest cost addicional.

Encara és cert que si vols molts terabytes d'emmagatzematge. Per exemple, és més barat obtenir discs durs si voleu una gran matriu RAID. Però suposem que només esteu tractant amb els nivells quotidians d'emmagatzematge d'ordinadors dels usuaris domèstics. En aquest cas, un SSD d'un o dos terabytes és més que suficient i no trencarà el banc.

Com va baixar el preu?

Aleshores, què va canviar? Què va fer baixar el preu a nivells raonables? En primer lloc, la tecnologia simplement ha madurat. Es fa més barat fer aquestes coses amb el temps. Tanmateix, alguns avenços i innovacions tecnològiques han estat un autèntic canvi de joc. El VNAND 3D va permetre augments significatius de la densitat d'emmagatzematge permetent que les cel·les de memòria s'apilessin les unes sobre les altres en lloc d'aixecar-se cada cop més juntes en un sol pla. Això no és diferent a com els aparcaments de diverses plantes permeten aparcar més cotxes a la mateixa zona que un aparcament pla.

Els SSD moderns utilitzen generalment memòria flash TLC. TLC significa Triple-Level Cell, el que significa que cada cel·la de memòria pot emmagatzemar tres bits de dades. Això triplica la capacitat d'emmagatzematge de dades del mateix nombre de cel·les de memòria en comparació amb la memòria de cèl·lules de capa única (SLC) dels SSD anteriors.

Aquests tres canvis expliquen la major part de la millora de preus dels SSD. Tanmateix, també hi ha hagut molts altres desenvolupaments. El cas és que TLC inclou algunes advertències força grans.

Quin és el problema amb TLC?

El problema de posar diversos bits de dades en una sola cel·la de memòria és que és molt més complex escriure dades. Això frena el procés. Aquest és un problema perquè se suposa que els SSD són ràpids. Han estat impulsant noves generacions d'estàndards per duplicar i redoblar l'ample de banda per permetre un emmagatzematge més ràpid.

Tot i que encara podeu llegir des de TLC amb 16 GB de brillantor als darrers SSD PCIe 5, definitivament no els podeu escriure tan ràpid. De fet, les velocitats d'escriptura de TLC són generalment al voltant dels 2000 MB. Encara és molt més ràpid que un HDD, però més lent que els SSD PCIe 3.

Nota : TLC no és l'únic tipus de memòria flash que s'utilitza. Hi ha un nombre relativament baix de SSD de cèl·lules de quatre nivells (QLC) i el desenvolupament de SSD de cèl·lules de penta nivell (PLC) avança per a 4 i 5 bits de dades per cel·la, respectivament. La velocitat d'escriptura de la memòria QLC és actualment d'uns 350 MB, que és més lenta que els HDD.

Introduïu la memòria cau SLC

Els fabricants de SSD van desenvolupar la memòria cau SLC per evitar aquestes velocitats d'escriptura molt reduïdes. Aquest és un senzill truc per escriure dades a la memòria flash SLC súper ràpida. A continuació, les dades es copien al flaix TLC més lent el més ràpid possible en segon pla. Això permet les velocitats d'escriptura ràpides anunciades de l'SSD, sempre que hi hagi espai de memòria cau SLC per escriure. Això no és un problema en la majoria dels casos, però ho pot ser si feu operacions d'escriptura substancials alhora. Per exemple, restaurar o escriure una còpia de seguretat normalment implica escriure en un gran percentatge d'una unitat.

La memòria cau SLC normalment es presenta en dues parts diferents: una memòria cau SLC estàtica i una memòria cau pseudo-SLC dinàmica. La memòria cau estàtica és generalment petita, menys de 10 GB fins i tot en unitats grans de 2 TB. La memòria cau estàtica sempre està disponible, fins i tot quan la unitat està gairebé plena. La memòria cau dinàmica varia de mida, com el seu nom indica, en funció de l'espai restant a la unitat.

Els SSD més grans tenen memòria cau pseudo-SLC més grans i poden fer escriptures més grans a velocitats màximes. És important tenir en compte que la mida de la memòria cau dinàmica es basa en l'espai lliure restant, no en la capacitat total de la unitat. La mida de la memòria cau dinàmica es redueix a mesura que s'omple la unitat. Molts SSD destinen aproximadament un terç del seu espai lliure per utilitzar-lo com a memòria cau SLC dinàmica. Això pot ser al voltant de 600 GB en una unitat de 2 TB.

El controlador SSD tria escriure les dades entrants a la memòria cau SLC perquè és ràpid. Això és important perquè les dades es poden proporcionar a l'SSD més ràpidament del que es poden escriure a la memòria flash TLC, molt més lenta. Quan el SSD està inactiu, el controlador copia les dades a la memòria TLC a les seves velocitats d'escriptura més lentes. Això emmagatzema les dades d'una manera més eficient en l'espai i torna a alliberar la memòria cau SLC per acceptar més operacions d'escriptura a altes velocitats. Mentre hi hagi espai a la memòria cau SLC, el SSD pot funcionar a les seves velocitats màximes anunciades. Un cop la memòria cau està plena, la unitat ha d'alentir-se, per això és útil tenir una memòria cau SLC gran.

Futur potencial

No hi ha cap disc SSD que en fa ús de moment, però també hi ha un cas d'ús potencial per a una memòria cau MLC. MLC són les sigles de Multi-Level Cell, un mètode mal anomenat per emmagatzemar dos bits de dades en una cel·la en lloc d'un o tres. Això és més lent que SLC però més ràpid que TLC. Tot i que les memòria cau SLC ofereixen velocitats fantàstiques que MLC no podria igualar, MLC oferiria el doble de la mida de la memòria cau.

Teòricament, aquest seria un punt mitjà excel·lent que permetria velocitats màximes de memòria cau SLC fins que es consumeixi la memòria cau SLC. A continuació, aneu a una memòria cau MLC si encara cal escriure més dades. Això encara seria més ràpid que escriure directament a la memòria TLC o QLC, però probablement implicaria una lògica més complicada.

Tot i que les velocitats de TLC han estat relativament ràpides, això no ha estat necessari. A mesura que els SSD QLC i PLC es facin més habituals, tindran més reduccions de velocitat d'escriptura. L'emmagatzematge en memòria cau MLC secundari podria ser una manera de desenvolupar la tecnologia per alleujar-ho.

Conclusió

La memòria cau SLC és un mètode intel·ligent d'emmagatzematge en memòria cau d'escriptura en SSD. Permet altes velocitats de transferència en escriptures als centenars de gigabytes de la memòria flash que nominalment no es poden escriure a aquesta velocitat. Les dades escrites a la memòria cau s'envien a la memòria flaix TLC o QLC tan aviat com sigui possible per alliberar la memòria cau per a velocitats de transferència màximes.

La quantitat de memòria cau SLC varia en funció de l'espai lliure restant a la unitat. Això significa que les unitats més grans i buides poden escriure més dades a velocitats màximes que els SSD més petits o els SSD més propers a la capacitat. Què penses? Feu-nos-ho saber als comentaris a continuació.