01/26/2022

Twój następny dysk SSD może być wolniejszy (dzięki QLC Flash)

Udostępnij teraz w social media:

Nowsze nie zawsze są lepsze. Niedawno producenci dysków SSD zaczęli kupować szybkość i niezawodność w interesie upchania większej ilości miejsca na dyskach. Protokoły takie jak NVMe i PCIe są coraz szybsze, ale niektóre dyski SSD są wstecz.

QLC Flash jest problemem

Oto problem. Produkcja dysków SSD jest droga i niewiele osób chce zapłacić 200 USD za dysk SSD o pojemności 512 GB, skoro mechaniczne dyski twarde o pojemności „2000 GB” można kupić za mniej niż 50 USD. Sprzedawane są większe pojemności.

Producenci dysków SSD zwiększają pojemność pamięci masowej, jednocześnie obniżając koszty – ale jest to niekorzystne dla wydajności i trwałości. Duże dyski SSD mogą być tańsze, ale każdy skok w technologii SSD wiąże się z pewnym kompromisem. Obecnie obserwujemy rozwój dysków SSD Quad Level Cell (QLC), które mogą przechowywać 4 bity informacji na komórkę pamięci. QLC nie zastąpił całkowicie standardowych dysków SSD, ale kilka dysków korzystających z niego trafiło na rynek i mają problemy.

W szczególności producenci dysków SSD muszą znaleźć sposób, aby zmieścić więcej miejsca w chipach NAND flash o tej samej wielkości (rzeczywistej części dysku SSD do przechowywania danych). Tradycyjnie robiono to ze zmniejszeniem węzła procesu, co spowodowało, że tranzystory wewnątrz lampy błyskowej były mniejsze. Ale gdy Prawo Moore’a zwalnia, musisz być bardziej kreatywny.

Genialnym rozwiązaniem jest wielopoziomowa pamięć NAND flash. Pamięć flash NAND może przechowywać określony poziom napięcia w komórce przez dłuższy czas. Tradycyjna pamięć flash NAND przechowuje dwa poziomy – włączony i wyłączony. Nazywa się to SLC flash i jest naprawdę szybkie. Ale ponieważ NAND zasadniczo przechowuje napięcie analogowe, możesz przedstawić wiele bitów z nieco różnymi poziomami napięcia, na przykład:

Problem, jak pokazano tutaj, polega na tym, że skaluje się wykładniczo. Błysk SLC wymaga jedynie napięcia lub jego braku. Błysk MLC wymaga czterech poziomów napięcia. TLC potrzebuje ośmiu. W zeszłym roku pamięć flash QLC dokonała przełomu na rynku, wymagając 16 oddzielnych poziomów napięcia.

Sprawdź -   Privacy Eraser czyści i optymalizuje Twój komputer, bezpiecznie niszczy pliki

Prowadzi to do wielu problemów. W miarę dodawania kolejnych poziomów napięcia rozróżnianie bitów staje się coraz trudniejsze. To sprawia, że ​​pamięć flash QLC jest o 25% gęstsza niż TLC, ale znacznie wolniejsza. Na prędkość odczytu nie ma to dużego wpływu, ale prędkość zapisu spada. Większość dysków SSD (korzystających z nowszego protokołu NVMe) waha się w granicach 1500 MB / s do ciągłego odczytu i zapisu (tj. Ładowania lub kopiowania dużych plików). Ale flash QLC zarządza tylko między 80-160 MB / s dla długotrwałego zapisu, co jest gorsze niż porządny dysk twardy.

Dyski SSD QLC psują się znacznie szybciej

Wszystkie dyski SSD mają ogólnie niekorzystną trwałość zapisu w porównaniu z dyskami twardymi. Za każdym razem, gdy piszesz do komórki na dysku SSD, powoli się zużywa. Wymazanie komórki ma na celu uwolnienie jej od elektronów, ale kilka z nich zawsze trzyma się wokół, powodując, że komórka „0” z czasem zbliża się do „1”. Jest to kompensowane przez kontroler przez przyłożenie z czasem bardziej dodatniego napięcia, co jest w porządku, gdy masz dużo wolnego miejsca na napięcie. Ale QLC nie.

SLC ma średnią wytrzymałość zapisu 100 000 cykli programowania / kasowania (operacje zapisu). MLC ma od 35 000 do 10 000. TLC ma około 5000. Ale QLC ma tylko marne 1000. To sprawia, że ​​QLC nie nadaje się do dysków o częstym dostępie, takich jak dysk rozruchowy, które są zapisywane bardzo często.

Podsumowując – nie kupuj dysku QLC do napędu systemu operacyjnego. Są zbyt niewiarygodne, by mieć pewność, że nie ulegną degradacji za kilka lat. Zalecamy użycie dużego dysku QLC jako zamiennika obracającego się dysku twardego i użycie szybkiego dysku SLC, MLC lub TLC jako podstawowego dysku systemu operacyjnego. Może to być problem w laptopach, w których nie masz takiej opcji, ale QLC jest nadal bardzo nowy i nie trafił jeszcze do laptopów.

Wydajne buforowanie ukrywa te problemy

W tym momencie możesz zapytać, dlaczego QLC jest czymś w ogóle, skoro jest obiektywnie wolniejszy i psuje się znacznie szybciej niż inne typy flash. Oczywiście nie można sprzedać obniżenia wersji, ale producenci SDD znaleźli sposób na ukrycie problemu – buforowanie.

Sprawdź -   Jak zgłosić podejrzane aplikacje na Androida

Dyski QLC SSD przeznaczają część dysku na pamięć podręczną. Ta pamięć podręczna ignoruje fakt, że ma to być QLC i zamiast tego działa jak pamięć flash SLC. Pamięć podręczna będzie o 75% mniejsza niż rzeczywiste miejsce na dysku, którą zajmuje, ale będzie znacznie szybsza.

Dane z pamięci podręcznej można zapisywać z taką samą szybkością, jak w przypadku innych dysków SSD z wyższej półki, i będą one powoli usuwane przez kontroler i sortowane do komórek QLC. Ale kiedy ta pamięć podręczna jest pełna, kontroler musi pisać bezpośrednio do wolnych komórek QLC, co powoduje znaczny spadek wydajności podczas długich zapisów.

Spójrz na ten test porównawczy Tom’s Hardware’s przegląd Crucial P1 500GB, konsumencki dysk SSD QLC, który dość wyraźnie pokazuje ten problem:

Prędkość zapisu spada po 64 GB

Czerwona linia reprezentująca Crucial P1 działa z solidnymi prędkościami NVMe, choć trochę wolniej w porównaniu z niektórymi ofertami z wyższej półki. Ale po około 75 GB zapisów pamięć podręczna zostaje zapełniona i można zobaczyć rzeczywistą prędkość flashowania QLC. Linia spada do około 80 MB / s, wolniej niż większość dysków twardych w przypadku długotrwałego zapisu.

Dysk TLC ADATA XPG SX8200 ma te same cechy, z wyjątkiem tego, że nieprzetworzona pamięć flash TLC po upadku jest nadal szybsza. Większość innych dysków również wykorzystuje tę metodę buforowania, ponieważ przyspiesza ona szybkie, niewielkie zapisy na dysku (które są najbardziej powszechne). Jednak najbardziej zauważalne są trwałe zapisy – nie zauważysz, że mała kopia pliku zajmuje 0,15 sekundy w porównaniu z 0,21 sekundy, ale zauważysz, że duża zajmuje dodatkowe dziesięć minut.

Możesz łatwo zapisać to jako scenariusz skrajny, ale ta pamięć podręczna nie pozostaje na zawsze 75 GB. Gdy zapełniasz dysk, pamięć podręczna zmniejsza się. Według Testy Anandtecha, w przypadku linii Intel SSD 660p pamięć podręczna dla modelu 512 GB jest zmniejszona do zaledwie 6 GB, gdy dysk jest w większości pełny, nawet przy 128 GB wolnego miejsca.

Rozmiar pamięci podręcznej SLC zmniejsza się wraz z zapełnianiem dysku

Oznacza to, że jeśli zapełniłeś dysk SSD, a następnie spróbowałeś zainstalować grę 20-30 GB ze Steam, pierwsze 6 GB zapisałoby się na dysku bardzo szybko, a następnie zacząłbyś widzieć te same 80 MB / s prędkości dla pozostałe pliki.

Sprawdź -   Jak sprawdzić, czy funkcja TRIM jest włączona dla dysku SSD w systemie Windows 10

To prawda, w tym przykładzie prawdopodobnie ogranicza Cię prędkość pobierania, ale w przypadku aktualizacji (które wymagają pobrania, a następnie zastąpienia istniejących plików, co skutecznie wymaga dwukrotnego zwiększenia przestrzeni), problem byłby znacznie bardziej widoczny. Zakończyłeś pobieranie, a następnie będziesz musiał czekać wiecznie, aż się zainstaluje.

Więc czy powinieneś unikać QLC?

Zdecydowanie powinieneś unikać dysków QLC z 512 GB (i mniej, gdy produkcja stanie się tańsza), ponieważ nie mają one większego sensu. Wypełnisz je znacznie szybciej, a pamięć podręczna będzie mniejsza, gdy będzie pełna, co znacznie spowolni ją. Poza tym obecnie nie są dużo tańsze niż alternatywy.

Pomimo swoich wad pamięć flash QLC nie stanowi większego problemu, gdy spojrzysz na dyski o większej pojemności. Model 660p o pojemności 2 TB ma co najmniej 24 GB pamięci podręcznej po zapełnieniu. To wciąż pamięć flash QLC, ale jest to akceptowalna kompromis dla taniego dysku SSD o pojemności 2 TB, który działa naprawdę szybko przez większość czasu.

Biorąc pod uwagę ich gigantyczne pojemności, dyski SSD oparte na QLC mogą służyć jako przyzwoity zamiennik obracającego się dysku twardego, pod warunkiem, że wykonujesz regularne kopie zapasowe na wypadek, gdybyś kopnął w wiadro. Jest optymalny do czegoś, do czego rzadko uzyskujesz dostęp, ale chcesz być naprawdę szybki, a przy przyzwoitej wielkości pamięci podręcznej SLC większość długotrwałych operacji zapisu będzie dość szybka, dopóki nie zapełnisz dysku.

Ze względu na problemy z niezawodnością należy unikać używania go jako dysku rozruchowego lub czegokolwiek, co jest napisane bardzo często.

Nadal jest wiele do zrobienia w innych aspektach produkcji – lepsze kontrolery zdolne do adresowania większej liczby chipów flash, tańsze chipy flash w miarę dojrzewania węzłów procesowych i być może w ogóle inne technologie. Flash QLC nie stanie się wkrótce standardem; obecnie jest to po prostu inna opcja. Upewnij się tylko, że kupując dysk SSD, sprawdzisz specyfikację techniczną i zwróć uwagę na rodzaj używanej do ich produkcji pamięci flash.

x