Technologie a zajímavosti z oblasti SSD disků | Kapitola 2
Seznam kapitol
Degraduje rychlost SSD disků při běžném domácím použití a změnšuje se jejich rychlost při zaplnění? Co znamenají pojmy ONFI, Secure Erase, MLC, SLC a TLC NAND flash? Jak poznáme výkonné SSD od méně výkonných? I to jsou otázky, na které si odpovíme v první části článku o SSD, a budeme tak vědět opět něco více.
Číslování NAND flash čipů
V současné době tak přímo výrobci NAND flash pamětí vyrábí čipy se specifikací pro danou revizi ONFI rozhraní. Zda bude výrobcem konečného zařízení použito ONFI 1.0 nebo ONFI 2.x, záleží na typu NAND flash pamětí. Ty jsou buď asynchronní nebo synchronní. Asynchronní jsou levnější a mohou být použity pouze s ONFI 1.0. ONFI 2.0 a vyšší již podporuje synchronní paměti, které jsou dražší, ale i vzhledem k vyšším rychlostem ONFI 2.x rychlejší. Proto se používají v rychlých SSD jako OCZ Vertex 3, Kingston HyperX, Corsair Force Series GT a dalších. Synchronní NAND flash je možné osadit k synchronnímu (ONFI 2.x) i k asynchronnímu (ONFI 1.0) rozhraní. Pro druhou možnost by to však bylo plýtvání lepšími dražšími čipy i potenciálem.
Paměťový NAND flash čip Micron z SSD Crucial M4. Zdroj: Anandtech.com
Vysvětlení způsobu číslování NAND flash čipů Micron. Zdroj: micron.com
Víme tedy, že lepší a výkonnější jsou synchronní NAND flash paměti, které mají podporu ONFI 2.x. Jak ale poznáme, že si kupujeme právě SSD disk s lepšími paměťmi? Obecně se dá říci, že cenou (při osazení stejného řadiče). Anebo taky dle recenzí, ve kterých najdeme pohled dovnitř SSD disku na NAND flash čipy. Pro zajímavost jsem uvedl příklad číslování NAND čipů Micron. V SSD Crucial M4 256 GB najdeme NAND čip s označením 29F128G08CFAAB WP-12 A. Lehce si tato čísla přeložíme z .pdf dokumentu na stránkách výrobce, který číslování vysvětluje. Na stránkách Micronu navíc najdeme k danému čipu informaci, že podporuje rozhraní ONFI 2.2.
NAND čip Micron s označením 29F128G08CFAAB WP -12 A
29F je označení běžných NAND flash čipů (29E by byly Enterprise modely)
128G je označení datové velikosti jednoho NAND flash čipu, v tomto případě tedy 16 GB (128 Gb / 8)
08 je označení pro šířku sběrnice mezi NAND čipem a rozhraním, v tomto případě se jedná o 8-bit
C označuje, že se jedná o MLC NAND flash paměti
F označuje klasifikaci pamětí (dle tabulky)
A označuje rozsah provozního napětí, v tomto případě 3,3 V
A označuje generaci, revizi funkcí
B označuje, pro jaké rozhraní je možné NAND čipy použít, v tomto případě sychronní i asynchronní
WP je označení pro balení NAND čipů
12 označuje rychlost NAND flash, pokud jsou napojeny na synchronní rozhraní, v tomto případě 166 MT/s, což je 166 milionů operací za sekundu
A je označení revize NAND čipu
V tomto směru se jedná o jednoduché přiřazování písmen k vysvětlení v tabulce na úrovni základní školy. Například Toshiba to má u svých NAND flash podobné číslování na klíč. Kdo by chtěl zjišťovat, jaké paměti mají jaké SSD disky, stačí zabrousit po recenzích a najít si tabulku příslušného výrobce NAND flash čipů. NAND čipy Micron mají například SSD disky:
Corsair Force Series 3 (120 GB) – Micron 29F64G08CBAAA
Corsair Force Series GT (120 GB) – Micron 29F64G08CBAAB
Stejná velikost, rozdíl 25 dolarů – dražší Force Series GT má synchronní NAND flash. Zdroj: newegg.com
Z tohoto porovnání je vidět, že poslední písmeno „B“ značí použití sychronních dražších pamětí a tedy i rozhraní ONFI 2.0, prototože Corsair Force Series GT je výkonově na úrovni OCZ Vertex 3 a dalších dražších SSD. Levnější Force Series 3 mají asynchronní paměti a tedy rozhraní ONFI 1.0. Z toho si lze odvodit, že Crucial M4 zřejmě používá synchronní rozhraní ONFI 2.x. Další podrobnosti či zda tomu tak je (v případě Crucial M4) je však těžké zjistit, protože to jsou informace, které už výrobci poskytovat nechtějí.
Proč a v čem jsou asynchronní NAND flash používané v levných SSD pro SATA 6Gbps horší než synchronní si povíme z kapitole z testy zaplnění SSD.
Typy NAND flash pamětí a jejich použití
Mimo toho, že zde máme aktuálně synchronní a asynchronní paměti, jejichž osazení určuje cenu hlavních modelů na trhu SSD disků s rozhraním SATA 6Gbps, máme zde ještě základnější rozdělení na SLC, MLC a TLC NAND flash čipy. Jedná se v podstatě o to, kolik se do jedné datové buňky vejde informací. Podrobný popis technologií najdete v článku, na který upozorňuji na začátku první strany. Já uvedu jen základy, které jsou důležité pro nás.
SLC aneb Single-Level Cell je buňka s paměťovou velikostí jeden bit. SLC NAND flash mají až desetkrát větší výdrž v počtu zápisů než v SSD běžně používané MLC a mají také výrazně nižší chybovost. Jejich výkon je ze tří vyjmenovaných druhů nejvyšší. Na druhé straně je však několikrát vyšší výrobní cena, která je spojena s tím, že se do jedné buňky „vejde“ jen jeden bit. Paměťové čipy tak mají při stejné velikosti menší datový objem než MLC. Vzhledem k témto vlastnostem se používají do SSD disků ve firemní sféře, kde je důležitá kvalita a rychlost, na ceně už záleží méně.
MLC aneb Multi-Level Cell je buňka, která do sebe pojme hned dva bity dat. Ač není MLC jako MLC (například eMLC (Enterprise MLC) mají mnohem větší výdrž, což je také patřičně oceněno), běžně používané MLC NAND flash jsou cenově nejdostupnější, a proto je najdeme ve všech aktuálních běžně prodávaných uživatelských SSD. Stejně jako SLC mohou být synchronní a asynchronní, druhé jmenované jsou levnější a méně výkonné.
Nové SSD OCZ Octane s TLC NAND flash by měly stát okolo 1,10 až 1,30 dolaru za GB.
TLC aneb Triple-Level Cell je buňka, která do sebe pojme hned tři bity dat. Jedná se o nejnovější typ ze všech tří, který ještě nebyl použit v žádném komerčním SSD. Výhoda TLC je dle popisu předchozích jasná. Při stejné velikosti paměťového čipu máme větší datovou velikost, což umožní vyrábět i 1TB SSD o velikosti 2,5". Navíc je výroba těchto čipů až o 30 procent levnější než v případě MLC, což výrazně sníží cenu SSD. Otázkou je výdrž buňky. Ta se má podle zprávy na serveru fastestssd.com snížit pouze na tisíc zápisů při 25nm výrobě, což už je poměrně nízká hodnota. Podle zmiňované aktuality OCZ tvrdí, že vylepšené ECC (kód pro korekci chyb pamětí) ve spojení s novým řadičem Indilinx Everest a jeho technologií nDurance zajistí životnost nejméně čtyři roky.
TLC NAND flash paměti jsou výrobně až o 30 procent levnější než MLC NAND flash.
Prvním SSD, který se s tímto druhem NAND flash pamětí a novým řadičem Indilinx Everest (který TLC NAND podporuje) měl objevit, byl OCZ Octane. I nedávné screeny z prezentace (z 20. října), které měl pod aktualitou o OCZ Octane Anand zde, lákaly na nízkou cenu 1,10 až 1,30 dolaru za gigabajt (druhý slajd nad tímto odstavcem), což by při 128GB velikosti a nejvyšší ceně znamenalo 166 dolarů. O něco málo více dnes stojí levné SSD s asynchronními NAND flash OCZ Agility 3 nebo Corsair Force Series 3 120 GB. Ještě před měsícem se tak zdálo, že přijde cenový trhák, který bude mít synchronní NAND flash. Jenže...
U SSD je i měsíc dlouhá doba. Na začátku listopadu se začalo rozednívat. OCZ změnilo na svém webu uspořádání, OCZ Solid 3 jako Value SSD zcela zmizel a do této kategorie se místo něj zařadil OCZ Agility 3. A mezi „Performance SSD“ se zařadil Octane. Překvapení? Ano. A to v podobě specifikací s MLC NAND flash. 11. listopadu se pak na serveru thessdreview.com objevila zpráva s cenami nového OCZ Octane. A 200 dolarů za 128GB model jsme si dle slajdu v prezentaci opravdu nepředstavovali. Za stejnou cenu se dá pořídit OCZ Vertex 3 o stejné velikosti, takže uvidíme, jak na tom bude nový řadič s výkonem. TLC NAND flash se tak odsouvají na příští rok a podle výrobce se s nimi zatím počítá pouze do největšího 1TB modelu Octane, který nyní ještě nevyjde. Pro ostatní tři modely byla cena změněna na 1,40 až 1,70 dolaru za GB.
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
