Mis on SLC vahemälu?

Kaasaegsed SSD-d pakuvad palju paremat GB per $ suhet kui paar aastat tagasi. Kui SSD-d esmakordselt turule tulid, olid need üldiselt 64 GB või 128 GB mahuvahemikus. Need olid ka kallimad kui mitme terabaidised kõvakettad. Aastaid eeldati, et kui soovite palju salvestusruumi ega tahtnud kõrget hinda maksta, vajate kõvaketast ja peate leppima madalama jõudlusega.

Praegu on aga asjad veidi teisiti. Jah, SSD-d on endiselt kallimad GB kohta kui kõvakettad, kuid hinnakujundus on palju lähemal. 2TB SSD on praegu SSD-de jaoks parim hinnakujunduskoht. 2TB SSD on umbes kaks korda odavam kui 2TB HDD. Nüüd saate selle lisakulu eest veelgi suurema jõudluse eelise.

See on ikka tõsi, et kui soovite palju terabaiti salvestusruumi. Näiteks on odavam hankida kõvakettad, kui tahad suurt RAID-massiivi. Kuid oletame, et tegelete ainult igapäevase kodukasutaja arvutisalvestuse tasemega. Sellisel juhul on ühe-kahe terabaidine SSD enam kui piisav ja see panka ei murra.

Kuidas hind langes?

Mis siis muutus? Mis viis hinna mõistlikule tasemele? Esiteks on tehnoloogia lihtsalt küpseks saanud. Aja jooksul läheb neid asju odavamaks teha. Mõned tehnoloogilised läbimurded ja uuendused on siiski olnud tõelised muutused. 3D VNAND võimaldas salvestustihedust märkimisväärselt suurendada, võimaldades mälurakke üksteise peale virnastada, selle asemel, et neid ühel tasapinnal üksteisele lähemale suruda. See ei erine sellest, kuidas mitmekorruselised parklad võimaldavad parkida rohkem autosid samale alale kui tasasele parklale.

Kaasaegsed SSD-d kasutavad nüüd üldiselt TLC-välkmälu. TLC tähistab kolmetasandilist rakku, mis tähendab, et iga mälurakk suudab salvestada kolm andmebitti. See kolmekordistab sama arvu mäluelementide andmesalvestusmahtu võrreldes varasemate SSD-de ühekihilise raku (SLC) mäluga.

Need kolm muudatust selgitavad suurema osa SSD-de hinnatõusust. Siiski on toimunud ka palju muid arenguid. Asi on selles, et TLC-l on mõned üsna suured hoiatused.

Mis on TLC-ga probleem?

Mitme biti andmete ühte mälulahtrisse paigutamise probleem seisneb selles, et andmete kirjutamine on oluliselt keerulisem. See aeglustab protsessi. See on probleem, sest SSD-d peaksid olema kiired. Nad on käivitanud uute põlvkondade standardite, et kahekordistada ja kahekordistada ribalaiust, et võimaldada kiiremat salvestamist.

Kuigi saate endiselt lugeda TLC-st uusimate PCIe 5 SSD-dega 16 GB-ga, ei saa te kindlasti neile nii kiiresti kirjutada. Tegelikult on TLC kirjutamiskiirused üldiselt kuskil 2000 MBs. See on endiselt palju kiirem kui HDD, kuid aeglasem kui PCIe 3 SSD-d.

Märkus : TLC ei ole ainus kasutatav välkmälu tüüp. Quad-Level Cell (QLC) SSD-sid on suhteliselt vähe ja Penta-Level Cell (PLC) SSD-de arendamine edeneb vastavalt 4 ja 5 bitti andmeside jaoks raku kohta. QLC-mälu kirjutamiskiirus on praegu umbes 350 MB, mis on aeglasem kui kõvaketastel.

Sisestage SLC vahemälu

SSD-ketaste tootjad töötasid välja SLC-vahemällu, et neist oluliselt vähenenud kirjutamiskiirustest mööda pääseda. See on lihtne nipp andmete kirjutamiseks ülikiiresse SLC-välkmällu. Seejärel kopeeritakse andmed taustal nii kiiresti kui võimalik aeglasemale TLC välgule. See võimaldab SSD-l reklaamitud kiireid kirjutamiskiirusi, kui SLC-vahemälus on kirjutamiseks ruumi. Enamikul juhtudel pole see probleem, kuid võib tekkida, kui teete korraga olulisi kirjutamistoiminguid. Näiteks hõlmab varukoopia taastamine või kirjutamine tavaliselt kirjutamist suurele osale draivist.

SLC vahemälu koosneb tavaliselt kahest erinevast osast: staatiline SLC vahemälu ja dünaamiline pseudo-SLC vahemälu. Staatiline vahemälu on üldiselt väike, alla 10 GB isegi suurtel 2TB draividel. Staatiline vahemälu on alati saadaval, isegi kui draiv on peaaegu täis. Dünaamilise vahemälu suurus varieerub, nagu nimigi ütleb, olenevalt draivi järelejäänud ruumist.

Suurematel SSD-del on suurem pseudo-SLC vahemälu ja need suudavad tippkiirusel teha suuremaid kirjutisi. Oluline on märkida, et dünaamilise vahemälu suurus põhineb allesjäänud vabal ruumil, mitte draivi kogumahul. Dünaamilise vahemälu suurus väheneb draivi täitumisel. Paljud SSD-d eraldavad umbes kolmandiku oma vabast ruumist dünaamilise SLC vahemälu kasutamiseks. See võib olla umbes 600 GB 2 TB draivil.

SSD-kontroller valib sissetulevate andmete kirjutamise SLC vahemällu, kuna see on kiire. See on oluline, kuna andmeid saab SSD-le edastada kiiremini kui palju aeglasemale TLC-välkmällu kirjutada. Kui SSD on siis jõude, kopeerib kontroller andmed aeglasema kirjutuskiirusega TLC-mällu. See salvestab andmed ruumisäästlikumal viisil ja vabastab taas SLC vahemälu, et võimaldada suuremal kiirusel kirjutamistoiminguid. Kuni SLC vahemälus on ruumi, saab SSD töötada reklaamitud tippkiirusel. Kui vahemälu on täis, peab draiv aeglustuma, mistõttu on suur SLC-vahemälu kasulik.

Potentsiaalne tulevik

Praegu ei kasuta seda ükski SSD, kuid ka MLC vahemälu jaoks on võimalik kasutada. MLC tähistab mitmetasandilist rakku, halva nimetusega meetodit kahe andmebiti salvestamiseks lahtrisse, mitte ühte või kolme. See on aeglasem kui SLC, kuid kiirem kui TLC. Kui SLC vahemälud pakuvad fantastilisi kiirusi, millele MLC ei suudaks vastata, siis MLC pakuks kaks korda suuremat vahemälu.

Teoreetiliselt oleks see suurepärane kesktee, mis võimaldab saavutada SLC vahemälu tippkiirusi kuni SLC vahemälu ammendumiseni. Seejärel minge MLC vahemällu, kui on vaja veel andmeid kirjutada. See oleks siiski kiirem kui otse TLC- või QLC-mällu kirjutamine, kuid tõenäoliselt hõlmaks see keerulisemat loogikat.

Kuigi TLC kiirused on olnud suhteliselt kiired, pole see olnud vajalik. Kuna QLC ja PLC SSD-d muutuvad levinumaks, vähendatakse nende kirjutamiskiirust veelgi. Sekundaarne MLC vahemällu salvestamine võib olla viis, kuidas tehnoloogia seda leevendab.

Järeldus

SLC vahemällu salvestamine on nutikas meetod SSD-de vahemällu salvestamiseks. See võimaldab kiiret edastuskiirust, kui kirjutatakse välkmällu sadadesse gigabaitidesse, kuhu selle kiirusega tavaliselt kirjutada ei saa. Vahemällu kirjutatud andmed loputatakse võimalikult kiiresti TLC või QLC välkmällu, et vabastada vahemälu tippkiiruse jaoks.

SLC-vahemälu maht sõltub draivi vabast ruumist. See tähendab, et suuremad ja tühjemad draivid suudavad tippkiirusel kirjutada rohkem andmeid kui väiksemad SSD-d või SSD-d, mis on võimsusele lähemal. Mida sa arvad? Andke meile allolevates kommentaarides teada.