Mi az SLC gyorsítótárazás?

A modern SSD-k sokkal jobb GB per dollár arányt kínálnak, mint néhány évvel ezelőtt. Amikor az SSD-k először piacra kerültek, általában 64 GB vagy 128 GB kapacitásúak voltak. Drágábbak is voltak, mint a több terabájtos HDD-k. Évekig azt feltételezték, hogy ha sok tárhelyet szeretne, és nem akar magas árat fizetni, akkor HDD-re van szüksége, és el kell fogadnia az alacsonyabb teljesítményt.

Most azonban egy kicsit másképp állnak a dolgok. Igen, az SSD-k GB-onként még mindig drágábbak, mint a HDD-k, de az árak sokkal közelebb állnak hozzá. A 2 TB-os SSD jelenleg az SSD-k árfoltja. A 2 TB-os SSD körülbelül kétszer annyi, mint egy 2 TB-os HDD. Most még jelentősebb teljesítményelőnyhöz juthat ezért a többletköltségért.

Még mindig igaz, hogy ha sok terabájt tárhelyet akarsz. Például olcsóbb HDD-ket szerezni, ha nagy RAID-tömböt akarunk. De tegyük fel, hogy csak a számítógépes tárhely mindennapos otthoni felhasználói szintjével foglalkozik. Ebben az esetben egy egy-két terabájtos SSD bőven elég, és nem fogja feltörni a pénzt.

Hogyan esett le az ár?

Szóval mi változott? Mi hozta le az árat ésszerű szintre? Először is, a technológia egyszerűen kiforrott. Idővel olcsóbbá válik ezeket a dolgokat elkészíteni. Néhány technológiai áttörés és újítás azonban valódi változást hozott. A 3D VNAND lehetővé tette a tárolási sűrűség jelentős növelését azáltal, hogy lehetővé tette a memóriacellák egymásra helyezését, ahelyett, hogy egyetlen síkon egymáshoz nyomódnának egyre közelebb. Ez nem különbözik attól, hogy a többszintes parkolók több autót tesznek lehetővé ugyanazon a területen, mint egy sík parkoló.

A modern SSD-k ma már általában TLC flash memóriát használnak. A TLC a Triple-Level Cell rövidítése, ami azt jelenti, hogy minden memóriacella három adatbitet tárolhat. Ez megháromszorozza ugyanannyi memóriacella adattároló kapacitását a korábbi SSD-k egyrétegű cellájához (SLC) képest.

Ez a három változás magyarázza az SSD-k árjavulásának nagy részét. Azonban számos egyéb fejlesztés is történt. A helyzet az, hogy a TLC-hez elég nagy figyelmeztetések tartoznak.

Mi a probléma a TLC-vel?

A több bit adat egyetlen memóriacellába helyezésével az a probléma, hogy lényegesen bonyolultabb az adatok írása. Ez lelassítja a folyamatot. Ez azért probléma, mert az SSD-k állítólag gyorsak. A szabványok új generációit vezették be, hogy megduplázzák és megkétszerezzék a sávszélességet a gyorsabb tárolás érdekében.

Noha a legújabb PCIe 5 SSD-ken még mindig 16 GB-os TLC-ből olvashat, az írásra semmiképpen sem lehet olyan gyorsan. Valójában a TLC írási sebessége általában 2000 MB körül van. Ez még mindig sokkal gyorsabb, mint egy HDD, de lassabb, mint a PCIe 3 SSD-k.

Megjegyzés : A TLC nem az egyetlen használt flash memória. Viszonylag kevés a Quad-Level Cell (QLC) SSD-k száma, és a Penta-Level Cell (PLC) SSD-k fejlesztése halad előre cellánként 4, illetve 5 bites adatra. A QLC memória írási sebessége jelenleg 350 MB körül van, ami lassabb, mint a HDD-ké.

Írja be az SLC gyorsítótárat

Az SSD-gyártók SLC gyorsítótárat fejlesztettek ki, hogy megkerüljék ezeket az erősen csökkent írási sebességeket. Ez egy egyszerű trükk az adatok szupergyors SLC flash memóriába írásához. Az adatok ezután a háttérben a lehető leggyorsabban átmásolódnak a lassabb TLC flashre. Ez lehetővé teszi az SSD meghirdetett, gyors írási sebességét, mindaddig, amíg van SLC gyorsítótár az íráshoz. Ez a legtöbb esetben nem probléma, de előfordulhat, ha egyszerre jelentős írási műveleteket hajt végre. Például egy biztonsági másolat visszaállítása vagy írása általában azt jelenti, hogy a meghajtó nagy százalékára ír.

Az SLC gyorsítótár általában két különálló részből áll: egy statikus SLC gyorsítótárból és egy dinamikus pszeudo-SLC gyorsítótárból. A statikus gyorsítótár általában kicsi, kevesebb, mint 10 GB még nagy, 2 TB-os meghajtókon is. A statikus gyorsítótár mindig elérhető, még akkor is, ha a meghajtó majdnem megtelt. A dinamikus gyorsítótár mérete változó, ahogy a neve is sugallja, a meghajtón fennmaradó helytől függően.

A nagyobb SSD-k nagyobb pszeudo-SLC gyorsítótárral rendelkeznek, és csúcssebességgel nagyobb írásra is képesek. Fontos megjegyezni, hogy a dinamikus gyorsítótár mérete a fennmaradó szabad területtől függ, nem pedig a teljes meghajtókapacitáson. A dinamikus gyorsítótár mérete csökken, ahogy a meghajtó megtelik. Sok SSD szabad helyének körülbelül egyharmadát dinamikus SLC gyorsítótárként használja. Ez körülbelül 600 GB lehet egy 2 TB-os meghajtón.

Az SSD-vezérlő úgy dönt, hogy a bejövő adatokat az SLC-gyorsítótárba írja, mert az gyors. Ez azért fontos, mert az adatokat gyorsabban lehet az SSD-re adni, mint a sokkal lassabb TLC flash memóriába. Amikor az SSD tétlenül áll, a vezérlő az adatokat a TLC-memóriába másolja a lassabb írási sebességgel. Ez helytakarékosabb módon tárolja az adatokat, és ismét felszabadítja az SLC gyorsítótárat, hogy több írási műveletet fogadhasson el nagy sebességgel. Amíg van hely az SLC gyorsítótárban, az SSD a hirdetett csúcssebességgel tud működni. Ha a gyorsítótár megtelik, a meghajtónak le kell lassulnia, ezért hasznos a nagy SLC gyorsítótár.

Potenciális jövő

Jelenleg egyetlen SSD sem használja, de az MLC gyorsítótárnak is van egy lehetséges felhasználási esete. Az MLC a Multi-Level Cell rövidítése, amely egy rosszul elnevezett módszer két bit adat tárolására egy cellában, nem pedig egy vagy három. Ez lassabb, mint az SLC, de gyorsabb, mint a TLC. Míg az SLC gyorsítótárak fantasztikus sebességet kínálnak, amivel az MLC nem tudna megfelelni, az MLC kétszer akkora gyorsítótárméretet kínál.

Elméletileg ez egy kiváló középút lenne, amely lehetővé teszi az SLC gyorsítótár csúcssebességét, amíg az SLC gyorsítótárat fel nem használják. Ezután ugorjon az MLC gyorsítótárba, ha még több adatot kell írni. Ez még mindig gyorsabb lenne, mint közvetlenül a TLC vagy QLC memóriába írni, de valószínűleg bonyolultabb logikával járna.

Míg a TLC sebessége viszonylag gyors volt, erre nem volt szükség. Ahogy a QLC és PLC SSD-k egyre elterjedtebbek, az írási sebesség további csökkentése is lesz. A másodlagos MLC gyorsítótárazás lehet a technológia fejlesztésének módja ennek enyhítésére.

Következtetés

Az SLC-gyorsítótárazás egy okos módszer az SSD-k írási gyorsítótárazására. Lehetővé teszi a nagy átviteli sebességet a több száz gigabájtnyi flash memória írásánál, amelyre névlegesen nem lehet ilyen sebességgel írni. A gyorsítótárba írt adatok a lehető leggyorsabban a TLC vagy QLC flash memóriába kerülnek, hogy a gyorsítótár felszabaduljon a csúcsátviteli sebességhez.

Az SLC gyorsítótár mennyisége a meghajtón még szabad helytől függően változik. Ez azt jelenti, hogy a nagyobb és üresebb meghajtók több adatot tudnak írni csúcssebességgel, mint a kisebb SSD-k vagy a kapacitáshoz közelebb eső SSD-k. Mit gondolsz? Tudassa velünk az alábbi megjegyzésekben.