Kas ir SLC kešatmiņa?

Mūsdienu SSD piedāvā daudz labāku GB/$ attiecību, nekā tas bija pirms dažiem gadiem. Kad SSD pirmo reizi tika laists tirgū, parasti tie bija 64 GB vai 128 GB ietilpības diapazonā. Tie bija arī dārgāki nekā vairāku terabaitu HDD. Gadiem ilgi tika pieņemts, ka, ja vēlaties daudz krātuves un nevēlaties maksāt augstas cenas, jums ir nepieciešams HDD un jāsamierinās ar zemāku veiktspēju.

Tomēr tagad lietas ir nedaudz savādākas. Jā, SSD joprojām ir dārgāki par GB nekā HDD, taču cenas ir daudz tuvākas. 2 TB SSD pašlaik ir SSD disku cenu noteikšanas vieta. 2 TB SSD ir aptuveni divas reizes dārgāka nekā 2 TB HDD. Tagad par šīm papildu izmaksām varat iegūt vēl ievērojamākas veiktspējas priekšrocības.

Tā joprojām ir taisnība, ja vēlaties daudz terabaitu krātuves. Piemēram, lētāk ir iegūt HDD, ja vēlaties lielu RAID masīvu. Bet pieņemsim, ka jūs nodarbojaties tikai ar ikdienas mājas lietotāja datora krātuves līmeni. Tādā gadījumā viena vai divu terabaitu SSD ir vairāk nekā pietiekami, un tas nesagraus banku.

Kā cena pazeminājās?

Kas tad mainījās? Kas pazemināja cenu līdz saprātīgam līmenim? Pirmkārt, tehnoloģija ir vienkārši nobriedusi. Laika gaitā šo lietu izgatavošana kļūst lētāka. Tomēr daži tehnoloģiskie sasniegumi un jauninājumi ir patiešām mainījuši spēli. 3D VNAND ļāva ievērojami palielināt krātuves blīvumu, ļaujot atmiņas šūnām salikt vienu virs otras, nevis saspiest tās arvien tuvāk un tuvāk vienai plaknei. Tas neatšķiras no tā, kā daudzstāvu autostāvvietas ļauj novietot vairāk automašīnu tajā pašā zonā, kurā atrodas līdzena autostāvvieta.

Mūsdienu SSD tagad parasti izmanto TLC zibatmiņu. TLC apzīmē Triple-Level Cell, kas nozīmē, ka katra atmiņas šūna var saglabāt trīs datu bitus. Tas trīskāršo tāda paša atmiņas šūnu skaita datu uzglabāšanas ietilpību, salīdzinot ar viena slāņa šūnu (SLC) atmiņu iepriekšējos SSD.

Šīs trīs izmaiņas izskaidro lielāko daļu SSD cenu uzlabojuma. Tomēr ir bijis arī daudz citu notikumu. Lieta ir tāda, ka TLC ir daži diezgan lieli brīdinājumi.

Kāda ir problēma ar TLC?

Problēma ar vairāku datu bitu ievietošanu vienā atmiņas šūnā ir tā, ka ir ievērojami sarežģītāk rakstīt datus. Tas palēnina procesu. Tā ir problēma, jo SSD diskiem ir jābūt ātriem. Viņi ir virzījuši jaunas paaudzes standartus, lai dubultotu un dubultotu joslas platumu, lai nodrošinātu ātrāku glabāšanu.

Lai gan jaunākajos PCIe 5 SSD diskos joprojām varat lasīt no TLC ar 16 GB, jūs noteikti nevarat uz tiem rakstīt tik ātri. Faktiski TLC rakstīšanas ātrums parasti ir aptuveni 2000 MB. Tas joprojām ir daudz ātrāk nekā HDD, bet lēnāks nekā PCIe 3 SSD.

Piezīme : TLC nav vienīgais izmantotais zibatmiņas veids. Ir salīdzinoši mazs Quad-Level Cell (QLC) SSD, un Penta-Level Cell (PLC) SSD izstrāde progresē attiecīgi 4 un 5 datu bitiem vienā šūnā. QLC atmiņas rakstīšanas ātrums pašlaik ir aptuveni 350 MB, kas ir lēnāks nekā HDD.

Ievadiet SLC kešatmiņu

SSD ražotāji izstrādāja SLC kešatmiņu, lai apietu šos ievērojami samazinātos rakstīšanas ātrumus. Šis ir vienkāršs triks, kā ierakstīt datus īpaši ātrā SLC zibatmiņā. Pēc tam dati pēc iespējas ātrāk tiek kopēti uz lēnāku TLC zibspuldzi fonā. Tas nodrošina reklamēto, ātro SSD rakstīšanas ātrumu, ja vien ir SLC kešatmiņa, kurā ierakstīt. Vairumā gadījumu tā nav problēma, taču var rasties, ja vienlaikus veicat būtiskas rakstīšanas darbības. Piemēram, dublējuma atjaunošana vai rakstīšana parasti ietver rakstīšanu lielai daļai diska.

SLC kešatmiņai parasti ir divas atšķirīgas daļas: statiskā SLC kešatmiņa un dinamiskā pseido-SLC kešatmiņa. Statiskā kešatmiņa parasti ir niecīga, mazāka par 10 GB pat lielos 2 TB diskos. Statiskā kešatmiņa vienmēr ir pieejama, pat ja disks ir gandrīz pilns. Dinamiskās kešatmiņas lielums ir atšķirīgs, kā norāda nosaukums, pamatojoties uz atlikušo vietu diskā.

Lielākiem SSD diskiem ir lielāka pseido-SLC kešatmiņa, un tie var veikt lielāku rakstīšanu ar maksimālo ātrumu. Ir svarīgi ņemt vērā, ka dinamiskā kešatmiņas lielums ir balstīts uz atlikušo brīvo vietu, nevis kopējo diska ietilpību. Dinamiskās kešatmiņas lielums tiek samazināts, kad disks ir piepildīts. Daudzi SSD atvēl apmēram trešdaļu savas brīvās vietas, lai to izmantotu kā dinamisku SLC kešatmiņu. Tas var būt aptuveni 600 GB 2 TB diskā.

SSD kontrolleris izvēlas rakstīt ienākošos datus SLC kešatmiņā, jo tas ir ātrs. Tas ir svarīgi, jo datus SSD var nodrošināt ātrāk, nekā tos var ierakstīt daudz lēnākā TLC zibatmiņā. Kad SSD ir dīkstāvē, kontrolieris pēc tam kopē datus uz TLC atmiņu ar lēnāku rakstīšanas ātrumu. Tādējādi dati tiek glabāti kosmosa ziņā efektīvāk un atkal tiek atbrīvota SLC kešatmiņa, lai pieņemtu vairāk rakstīšanas darbību lielā ātrumā. Kamēr SLC kešatmiņā ir vietas, SSD var darboties ar maksimālo reklamēto ātrumu. Kad kešatmiņa ir pilna, diskam ir jāpalēninās, tāpēc liela SLC kešatmiņa ir noderīga.

Potenciālā nākotne

Pašlaik neviens SSD to neizmanto, taču ir arī potenciāls MLC kešatmiņas lietošanas gadījums. MLC apzīmē Multi-Level Cell, slikti nosaukta metode divu datu bitu glabāšanai šūnā, nevis viena vai trīs. Tas ir lēnāks nekā SLC, bet ātrāk nekā TLC. Lai gan SLC kešatmiņas piedāvā fantastiskus ātrumus, kam MLC nevarētu līdzināties, MLC piedāvātu divreiz lielāku kešatmiņas lielumu.

Teorētiski tas būtu lielisks vidusceļš, kas nodrošina maksimālo SLC kešatmiņas ātrumu, līdz tiek patērēta SLC kešatmiņa. Pēc tam pārejiet uz MLC kešatmiņu, ja joprojām ir jāraksta vairāk datu. Tas joprojām būtu ātrāk nekā tieša rakstīšana TLC vai QLC atmiņā, taču, iespējams, būtu saistīta ar sarežģītāku loģiku.

Lai gan TLC ātrums ir bijis salīdzinoši ātrs, tas nav bijis nepieciešams. Tā kā QLC un PLC SSD diski kļūst arvien izplatītāki, tiem tiks pievienots turpmāks rakstīšanas ātruma samazinājums. Sekundārā MLC kešatmiņa varētu būt veids, kā tehnoloģija attīstās, lai to mazinātu.

Secinājums

SLC kešatmiņa ir gudra metode rakstīšanas kešatmiņai SSD. Tas nodrošina lielu pārsūtīšanas ātrumu, ierakstot simtiem gigabaitu zibatmiņā, uz kuru parasti nevar ierakstīt ar šādu ātrumu. Kešatmiņā ierakstītie dati tiek pēc iespējas ātrāk izskaloti TLC vai QLC zibatmiņā, lai atbrīvotu kešatmiņu maksimālajam pārsūtīšanas ātrumam.

SLC kešatmiņas apjoms mainās atkarībā no diskā atlikušās brīvās vietas. Tas nozīmē, ka lielāki un tukšāki diskdziņi var ierakstīt vairāk datu ar maksimālo ātrumu nekā mazāki SSD vai SSD diski, kas ir tuvāk ietilpībai. Ko tu domā? Paziņojiet mums tālāk sniegtajos komentāros.