Kaj je SLC Caching?

Sodobni diski SSD ponujajo veliko boljše razmerje GB/$ kot pred nekaj leti. Ko so SSD-ji prvič prihajali na trg, so bili običajno v razponu zmogljivosti 64 GB ali 128 GB. Bili so tudi dražji od večterabajtnih trdih diskov. Dolga leta je veljalo, da če želite veliko prostora za shranjevanje in ne želite plačati visokih cen, potrebujete trdi disk in se morate sprijazniti z nižjo zmogljivostjo.

Vendar so stvari zdaj nekoliko drugačne. Da, SSD-ji so še vedno dražji na GB kot trdi diski, vendar je cena veliko bližja. 2TB SSD je trenutno najboljša cena za SSD. 2TB SSD je približno dvakrat dražji od 2TB HDD. Zdaj lahko za te dodatne stroške dobite še pomembnejšo prednost v zmogljivosti.

Še vedno velja, da če želite veliko terabajtov prostora za shranjevanje. Na primer, ceneje je dobiti trde diske, če želite veliko polje RAID. Predpostavimo pa, da imate opravka samo z vsakodnevnimi ravnmi računalniškega pomnilnika za domače uporabnike. V tem primeru je eno- ali dvoterabajtni SSD več kot dovolj in ne bo pokvaril banke.

Kako je padla cena?

Kaj se je torej spremenilo? Kaj je znižalo ceno na razumno raven? Prvič, tehnologija je preprosto dozorela. Sčasoma bo izdelava teh stvari cenejša. Nekateri tehnološki preboji in inovacije pa so resnično spremenili igro. 3D VNAND je omogočil znatno povečanje gostote shranjevanja, tako da je omogočil zlaganje pomnilniških celic eno na drugo, namesto da bi jih stiskali vedno bližje skupaj na eni ravnini. To se ne razlikuje od tega, kako večnadstropna parkirišča omogočajo parkiranje več avtomobilov na istem območju kot ravno parkirišče.

Sodobni SSD-ji zdaj na splošno uporabljajo bliskovni pomnilnik TLC. TLC pomeni Triple-Level Cell, kar pomeni, da lahko vsaka pomnilniška celica shrani tri podatkovne bite. To potroji zmogljivost shranjevanja podatkov enakega števila pomnilniških celic v primerjavi s pomnilnikom z enoslojno celico (SLC) v prejšnjih SSD-jih.

Te tri spremembe pojasnjujejo večino izboljšanja cen diskov SSD. Vendar pa je bilo tudi veliko drugih dogodkov. Stvar je v tem, da ima TLC nekaj precej velikih opozoril.

Kaj je problem s TLC?

Težava pri dajanju več bitov podatkov v eno pomnilniško celico je v tem, da je zapisovanje podatkov bistveno bolj zapleteno. To upočasni proces. To je problem, ker naj bi bili SSD-ji hitri. Nove generacije standardov spodbujajo k podvojitvi in ​​podvojitvi pasovne širine, da bi omogočili hitrejše shranjevanje.

Medtem ko lahko še vedno berete iz TLC z neverjetnimi 16 GB na najnovejših SSD-jih PCIe 5, zagotovo ne morete pisati nanje tako hitro. Pravzaprav so hitrosti pisanja TLC na splošno nekje okoli 2000 MB. To je še vedno veliko hitreje od trdega diska, a počasnejše od diskov PCIe 3 SSD.

Opomba : TLC ni edina vrsta bliskovnega pomnilnika v uporabi. Obstaja razmeroma malo SSD diskov Quad-Level Cell (QLC), razvoj SSD-jev Penta-Level Cell (PLC) pa napreduje za 4 oziroma 5 bitov podatkov na celico. Hitrosti pisanja pomnilnika QLC so trenutno okoli 350 MBs, kar je počasneje kot pri trdih diskih.

Vnesite predpomnilnik SLC

Proizvajalci SSD so razvili predpomnjenje SLC, da bi se izognili tem močno zmanjšanim hitrostim zapisovanja. To je preprost trik zapisovanja podatkov v super hiter bliskovni pomnilnik SLC. Podatki se nato čim hitreje v ozadju kopirajo na počasnejši TLC flash. To omogoča oglaševane visoke hitrosti zapisovanja SSD-ja, če je na voljo prostor v predpomnilniku SLC za pisanje. V večini primerov to ni težava, lahko pa je, če naenkrat izvajate veliko zapisovalnih operacij. Na primer, obnovitev ali pisanje varnostne kopije običajno vključuje pisanje na velik odstotek pogona.

Predpomnilnik SLC je običajno sestavljen iz dveh različnih delov: statičnega predpomnilnika SLC in dinamičnega psevdo-SLC predpomnilnika. Statični predpomnilnik je na splošno majhen, manj kot 10 GB, tudi na velikih 2TB diskih. Statični predpomnilnik je vedno na voljo, tudi ko je pogon skoraj poln. Dinamični predpomnilnik se razlikuje po velikosti, kot pove ime, glede na preostali prostor na disku.

Večji SSD-ji imajo večje psevdo-SLC predpomnilnike in lahko naredijo večje zapise pri najvišjih hitrostih. Pomembno je vedeti, da velikost dinamičnega predpomnilnika temelji na preostalem prostem prostoru in ne na skupni zmogljivosti pogona. Velikost dinamičnega predpomnilnika se zmanjša, ko je pogon napolnjen. Veliko SSD-jev dodeli približno tretjino svojega prostega prostora za uporabo kot dinamični predpomnilnik SLC. To je lahko približno 600 GB na disku 2 TB.

Krmilnik SSD se odloči zapisati dohodne podatke v predpomnilnik SLC, ker je hiter. To je pomembno, ker je mogoče podatke na SSD posredovati hitreje, kot jih je mogoče zapisati v veliko počasnejši bliskovni pomnilnik TLC. Ko SSD takrat miruje, krmilnik kopira podatke v pomnilnik TLC pri počasnejših hitrostih pisanja. To shranjuje podatke na prostorsko učinkovitejši način in znova sprosti predpomnilnik SLC, da sprejme več zapisovalnih operacij pri visokih hitrostih. Dokler je v predpomnilniku SLC dovolj prostora, lahko SSD deluje pri najvišjih oglaševanih hitrostih. Ko je predpomnilnik poln, se mora pogon upočasniti, zato je uporaben velik predpomnilnik SLC.

Potencialna prihodnost

Noben SSD ga trenutno ne uporablja, obstaja pa tudi možnost uporabe predpomnilnika MLC. MLC je kratica za Multi-Level Cell, slabo imenovano metodo shranjevanja dveh bitov podatkov v celico namesto enega ali treh. To je počasnejše od SLC, a hitrejše od TLC. Medtem ko predpomnilniki SLC ponujajo fantastične hitrosti, ki jih MLC ne more doseči, bi MLC ponudil dvakrat večjo velikost predpomnilnika.

Teoretično bi bila to odlična srednja pot, ki bi omogočala najvišje hitrosti predpomnjenja SLC, dokler se predpomnilnik SLC ne porabi. Nato spustite v predpomnilnik MLC, če je treba zapisati še več podatkov. To bi bilo še vedno hitrejše kot neposredno pisanje v pomnilnik TLC ali QLC, vendar bi verjetno vključevalo bolj zapleteno logiko.

Čeprav so bile hitrosti TLC relativno visoke, to ni bilo potrebno. Ko bodo SSD-ji QLC in PLC postali pogostejši, bodo prišli z dodatnim zmanjšanjem hitrosti zapisovanja. Sekundarno predpomnjenje MLC je lahko način, na katerega se tehnologija razvija, da bi to ublažila.

Zaključek

Predpomnjenje SLC je pameten način predpomnjenja pisanja na SSD. Omogoča visoke hitrosti prenosa pri zapisovanju v stotine gigabajtov pomnilnika flash, v katerega nominalno ni mogoče pisati s to hitrostjo. Podatki, zapisani v predpomnilnik, se čim hitreje splaknejo v bliskovni pomnilnik TLC ali QLC, da se sprosti predpomnilnik za najvišje hitrosti prenosa.

Količina predpomnilnika SLC se razlikuje glede na preostali prosti prostor na pogonu. To pomeni, da lahko večji in praznejši diski zapišejo več podatkov pri najvišjih hitrostih kot manjši diski SSD ali diski SSD, ki so bližje zmogljivosti. Kaj misliš? Sporočite nam v komentarjih spodaj.