Repeater-zone.ru

ПК Репитер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как не потеряться в SLC, MLC, TLC или QLC при выборе SSD

Как не потеряться в SLC, MLC, TLC или QLC при выборе SSD

типы памяти ssd накопителей

Чаще всего, выбор SSD дисков сводится исключительно к их размерам и стоимости. Чуть более продвинутые пользователи смотрят ещё на заявленные скоростные характеристики и раскрученность бренда – так продаётся большинство накопителей.

На мой взгляд, подобный подход, в корне не правильный, ведь существует масса других, более важных параметров, которые просто не берутся во внимание. Так, я уже рассказывал о характеристиках надежности SSD дисков: TBW и DWPD, а сегодня речь пойдёт о типах памяти, применяемых при производстве твердотельных накопителей.

Как правильно выбрать «класс» SSD накопителя?

Есть несколько ключевых атрибутов SSD, которые определяют их «класс»:

Тип NAND — первый и самый важный — это тип используемой флеш-памяти NAND. Есть несколько типов, надежность которых сильно различается, что влияет на стоимость. На диаграмме в верхней части этой статьи показаны типы SLC, pSLC, MLC и TLC NAND и связанные с ними количество состояний ячейки памяти, количество циклов записи, общая надежность, жизненные циклы и стоимость. Внизу диаграммы указаны относительные размеры и количество битов, хранящихся в различных ячейках NAND.

Геометрия NAND

Как указано на диаграмме, наибольший размер ячейки SLC NAND соответствует наибольшей надежности. Неудивительно, что это так, поскольку для каждой ячейки требуется только один бит и ячейка для хранения этого единственного бита большая. Напротив в MLC и TLC NAND, большее количество битов на ячейку, хранящееся в меньшей физической ячейке, что уменьшает ширину зазора между ячейками. Уменьшение ширины зазора приводит к повышенной чувствительности к экстремальным температурам, прерываниям записи, перевернутым битам, повреждению данных, перекрестным помехам между ячейками и другим проблемам.

SLC NAND по-прежнему доступна и будет доступна еще как минимум несколько лет в размерах 43, 32 и 24/20 нм. Несмотря на то, что все они относятся к типам ячеек SLC, 43 и 32 нм имеют огромное преимущество в надежности по сравнению с 24 и 20 нм SLC. Если для вас главное надежность, остановитесь на твердотельных накопителях на базе 43 и 32 нм SLC NAND.

Срок службы

Ресурс измеряется сразу по двум параметрам. Это время работы на отказ и количество терабайт записанной информации. И если с первым параметром все хорошо, то второй является слабым местом SSD. Точнее, являлся ранее.

Если взглянуть на приведенную выше таблицу, можно понять, что в данном случае технология MLC выигрывает – очередной плюс в свою копилку.

Расход SSD

На скриншоте изображен текущий объем записанных данных для диска Samsung SSD EVO на 250 Гб. При этом гарантированный ресурс составляет 150 Тб.

Сам ресурс исходит из надежности транзисторов, в которые записываются байты. При этом триггеры переключаются из одного положения во второе и количество таких переключений ограничено. Когда оно подходит к концу, ячейка памяти «умирает» и помечается системой как отсутствующая.

SSD

Кстати, если вы хотите разобраться с терабайтами, килобайтами и мегабайтами, рекомендуем прочесть инструкцию по этому вопросу.

Что такое 3D NAND, 3D TLC и V-NAND в SSD-памяти

3d nand

Еще один параметр, который может заметить покупатель при выборе твердотельного жесткого диска – это 3D NAND, 3D TLC или V-NAND. В зависимости от производителя данное свойство носит различные названия, но суть одна. При наличии подобного обозначения следует знать, что в данной модели накопителя ячейки флэш-памяти расположены на чипах в несколько слоев, тогда как при отсутствии такого обозначения, скорее всего, они наложены в один слой.

Производство памяти в несколько слоев дешевле, чем в один слой, и по заверениям производителей более надежно.

TLC vs. QLC SSD: В чем отличия?

Корпоративные и потребительские SSD – две базовые категории твердотельных накопителей, охватывающие широкий спектр профилей производительности. Из-за различий в том, как производители тестируют и оценивают свои продукты, не всегда легко сделать выбор на основе рекламируемых показателей. В сегодняшнем посте мы рассмотрим, как типы NAND влияют на производительность и почему это может иметь существенное значение для вашего следующего решения о покупке.

Читать еще:  Как поставить галочку Ворд (Word), чтобы сделать текст наглядным

Типы флеш-памяти NAND

Данные флэш-памяти NAND представлены в виде цифровых сигналов (битов) и хранятся в ячейках. Количество битов, хранящихся в ячейке, определяет тип используемой флэш-памяти. Флэш-память с одноуровневой ячейкой (SLC) содержит один бит, многоуровневая ячейка (MLC) удваивает емкость с помощью двух битов, трехуровневая (TLC) — содержит три бита на ячейку. Четырехуровневая (QLC) содержит четыре бита на ячейку, что в четыре раза превышает емкость флэш-памяти SLC.

С тех пор, как на рынке появились твердотельные накопители SSD, их емкость становилась все больше и больше. Текущие отраслевые тенденции заключаются в снижении затрат при одновременном увеличении емкости хранения. Это привело к разработке более плотных ячеек памяти, постепенно приближающихся (пока еще не достигнув) по стоимости к традиционным жестким дискам.

Стремление к более дешевым и емким накопителям привело к сокращению твердотельных накопителей на основе SLC и MLC. TLC в настоящее время является мейнстримом и занимает самую большую долю рынка. QLC все еще относительно новая, но мы ожидаем, что ее низкая стоимость привлечет все больше покупателей, особенно с учетом того, что она часто используется в качестве замены жесткого диска.

Ячейки памяти NAND имеют только конечное число циклов стирания программ (P/E) (циклов записи), прежде чем они изнашиваются. Подробное описание выходит за рамки этого поста, поэтому просто отметим, что ячейки с более высокой плотностью обладают меньшей долговечностью, чем ячейки с низкой плотностью, например, MLC обычно работают дольше, чем TLC.

Хотя в целом понятно, что MLC будет быстрее, чем TLC, а TLC будет быстрее, чем QLC, новые твердотельные накопители содержат несколько методов оптимизации, которые помогают скрыть или свести на нет недостатки более медленной NAND. Отличным примером этого является “SLC-кэширование”, где неиспользуемые области диска будут действовать как псевдо-SLC NAND. Это обеспечивает очень хорошую производительность при более коротких рабочих нагрузках пакетного типа, как это часто бывает для большинства ПК и клиентских вычислительных сред.

Для этого есть диск

В отличие от сформировавшегося рынка жестких дисков, при покупке SSD вы найдете достаточно марок и моделей, чтобы вызвать у вас беспокойство, связанное с выбором устройства. Хотя потребительские накопители TLC и даже QLC при первом рассмотрении часто демонстрируют впечатляющие показатели, при рассмотрении в практических ситуациях выявляются истинные характеристики производительности этих накопителей.

Дата центр Интенсивное чтение/Начальный уровень

Потребитель
Самая низкая стоимость

Розничная цена в долларах — средняя из нескольких интернет-магазинов в США на 1 июня 2020 г. Диски от: Crucial, Intel и Samsung

Максимальная производительность

Мы используем CrystalDiskMark, популярную утилиту для измерения производительности накопителя. Более высокие глубины очередей (Q) и потоков (T) обычно приводят к повышению производительности, но большинство рабочих нагрузок потребителей связаны только с низкими глубинами очередей. ИТ-инфраструктура, включающая виртуальные машины и хранилище БД, обычно будет иметь более высокую глубину очередей и потоков.

Для тестирования передачи файлов мы будем использовать AJA System Test, инструмент, предназначенный в первую очередь для создателей контента, чтобы убедиться, что их системы хранения могут поддерживать прием потоков с высоким разрешением. Мы настроили его для записи в систему файла размером 64 ГБ, а затем чтения его обратно. Это по-прежнему небольшая рабочая нагрузка, но она будет характерна для пользователей, перемещающих большой файл.

Как и ожидалось, в коротких тестах серийного типа все группы дисков показали очень хорошие результаты. Основываясь на приведенных здесь показателях производительности, вы будете правы, если придете к выводу, что не увидите различий для их использования в реальном мире. Достаточные размеры SLC-кэша означают, что даже еще более медленные диски QLC отлично работают.

Производительность при 65% емкости

Предыдущие тесты проводились при пустых дисках. Это дало дискам с динамическим SLC-кешированием много места для работы. Мы заполнили каждый диск до 65%, дали им несколько минут для отдыха, а затем продолжили использовать AJA System Test для создания той же рабочей нагрузки записи и чтения объемом 64 ГБ.

Читать еще:  Как получить рут на Андроид через Root Genius

По сравнению с полностью пустыми, теперь наши корпоративные диски работают в пределах погрешности. Потребительские диски TLC немного упали в производительности чтения, при этом сохраняя хорошую скорость записи, что не заметно при обычном повседневном использовании. Само собой разумеется, что регрессия производительности группы QLC здесь существенна.

Тест на заполненном диске

Мы использовали тест заполнения всего диска, чтобы получить стабильную производительность накопителей. Этот тест также показывает рабочие нагрузки дисков при использовании в качестве кэша SSD на загруженном NAS, поскольку они постоянно заполняются данными, к которым недавно осуществлялся доступ. Этот тест исчерпает все механизмы кэширования SLC на диске, так как не дает ему времени на восстановление.

На графиках горизонтальная ось представляет процент записанной емкости хранилища. Первый — это средняя скорость для наших групп. Второй показывает скорость в процентах от максимальной в этом тесте. Как и ожидалось, лучше всего здесь себя показывают диски, предназначенные для корпоративного сегмента. Потребительские диски TLC начинали быстро, но и быстро выходили из строя по мере того, как израсходовали свой кеш. Диски QLC сконфигурированы с довольно большим кэшем, что позволяет им оставаться быстрыми дольше. Однако причина этого заключается в том, чтобы замаскировать абсолютно низкую скорость записи, когда кеш заполнен и в NAND записывается напрямую. Здесь скорость последовательной записи ниже, чем у жестких дисков.

Несмотря на то, что корпоративные накопители, которые мы использовали сегодня, в основном являются моделями начального уровня и рассчитаны на рабочие нагрузки с интенсивным чтением, они по-прежнему способны обеспечивать стабильную устойчивую производительность. Модели более высокого класса (более дорогие) обычно поддерживают более высокие скорости записи и рейтинги DWPD.

Подводя итоги

Всегда важно тщательно проверять заявленные показатели производительности SSD. Методы и условия тестирования у разных производителей различаются, для потребительских накопителей часто используются только периодические нагрузки. Несмотря на это, потребительские SDD по-прежнему являются экономически эффективными и позволяют значительно ускорить работу вашего ПК или NAS по сравнению с жесткими дисками. Однако обратите внимание, что как только вы начнете применять к ним более тяжелые и продолжительные рабочие нагрузки, их производительность снизится, иногда значительно.

Накопители QLC отлично подходят по своему прямому назначению — как недорогой вариант для замены жестких дисков в рабочих нагрузках с интенсивным чтением. Хотя пиковая производительность может соперничать даже с высокопроизводительными накопителями на базе TLC, их производительность в стационарных ситуациях оставляет желать лучшего. В отличие от быстрого внедрения TLC NAND как в высокопроизводительные потребительские, так и в корпоративные диски, если стабильная производительность QLC существенно не улучшится, мы не увидим, что они станут заменой TLC в ближайшее время.

Теперь вы можете понять, почему мы всегда выступали за использование в NAS дисков только корпоративного уровня. Помимо повышения надежности, стабильность производительности чрезвычайно важна, особенно когда вы предоставляете хранилище виртуальным машинам и другой критически важной инфраструктуре. Ведь переменная производительность в зависимости от рабочей нагрузки в таком случае неприемлема.

Какой тип памяти лучше TLC или MLC

Если брать в целом разницу работы SSD на чипах TLC и MLC, то вторые имеют неоспоримые преимущества:

  • Скорость работы выше на 20 мс (45 против 25 мн).
  • Продолжительность срока эксплуатации больше в 2-3 раза.
  • Электроэнергии для работы нужно меньше, значить менее энергоёмкие.
  • Прочность и надёжность эксплуатации также выше.

Главный недостаток — это стоимость твердотельных накопителей с MLC, при том что цена и на бюджетные модели достаточно высокая, несмотря на её значительное снижение в последние годы. К тому же не стоит забывать, что даже самый бюджетный внешний или стационарны SSD с TLC флеш-памятью по производительности будет в несколько раз выше, чем жёсткий диск, так зачем переплачивать.

Какой памяти лучше в SSD TLC и MLC

А также при определении, какой тип памяти лучше TLC или MLC, нужно брать не общие характеристики, а исходные данные вашего компьютера, интерфейс подключения. Например:

  1. При более высокой стоимости бюджетного SSD c чипом памяти MLC и более высоким параметрами производительности, указанных на упаковке, после подключения через интерфейс SATA3, с большой вероятностью будут показывать одинаковую пропускную способность. Также если MLC подключить через PCI-E, а TLC через PCI-E NVMe, то последний твердотельный накопитель будет показывать скорость считывания информации выше.
  2. Разным может быть и потребления электроэнергии при подключение в разные интерфейсы. Так, несмотря на то, что TLC поглощает больше электроэнергии, при подключении в SATA3, этот показатель будет в несколько раз ниже, в сравнении с твердотельным накопителем MLC подключенным в интерфейс PCI-E.
  3. Разница в производителях тоже может сыграть свою роль при выборе, что лучше TLC или MLC. При одинаковой стоимости TLC может выигрывать в объёмах памяти или гарантийном сроке эксплуатирования.
Читать еще:  Как отключить NVIDIA GeForce Experience в Windows 10

Тем более, что это не все параметры, влияющие на работу SSD, его производительность, срок работы и электропотребления. Иногда выгоднее взять накопитель с TLC нового поколения, пусть и уступающего по некоторым техническим характеристикам или равных по ним, чем SSD с устаревшей моделью памяти типа MLC.

Различия между флеш-памятью TLC, MLC, SLC

Поэтому однозначного ответа, какой тип памяти лучше MLC или TLC нет. Всё зависит от цели покупки и задач возлагаемых на накопитель. Если SSD нужен для офисной работы или частых загрузок сторонней информации с её последующим удалением, или вы гонетесь за скоростью передачи данных, то лучше выбрать MLC. Для спокойного домашнего использования, чтобы увеличить скорость работы компьютера или ноутбука, достаточно будет твердотельного накопителя с памятью типа TLC. У него хватает производительности, чтобы удовлетворить юзера, и срок гарантийного использования, переводя циклы перезаписываемой информации на года, 3-5 лет. Что равняется сроку использования стандартного жёсткого накопителя до его выхода из строя.

Другие термины SSD

Вспышка Samsung 3D NAND.

Ранний пример флэш-памяти 3D NAND от Samsung.

Это основные типы флеш-памяти NAND, но вот еще несколько терминов, которые могут вам помочь:

3D NAND: в какой-то момент производители NAND пытались разместить ячейки памяти NAND ближе друг к другу на плоской поверхности, чтобы уменьшить размеры дисков и увеличить емкость. До определенного момента это работало, но флеш-память начинает терять свою надежность, когда ячейки находятся слишком близко друг к другу. Чтобы обойти это, они сложили ячейки памяти друг на друга, чтобы увеличить емкость. Это обычно называется 3D NAND, а иногда и вертикальным NAND.
Технология выравнивания износа: ячейки памяти SSD начинают разлагаться, как только они используются. Чтобы диски оставались в хорошем состоянии дольше, производители включают технологию износа, которая пытается записывать данные в ячейки памяти как можно более равномерно. Вместо того, чтобы постоянно записывать определенный блок в одну секцию диска, он распределяет данные равномерно, поэтому все ячейки заполняются с относительно одинаковой скоростью.
Кэш: у каждого твердотельного накопителя есть кеш, в котором данные кратковременно хранятся перед записью на диск. Эти кеши критически важны для повышения производительности SSD. Обычно они состоят из SLC или MLC NAND. Когда кэш заполнен, производительность имеет тенденцию к значительному падению — это особенно верно для некоторых дисков TLC и большинства дисков QLC.
SATA III: это наиболее распространенный интерфейс жестких дисков и SSD, доступных для ПК. В этом контексте «интерфейс» просто означает, как диск подключается к материнской плате. SATA III имеет максимальную пропускную способность 600 мегабайт в секунду.
NVMe: этот интерфейс подключает SSD к материнской плате. NVMe проходит через PCIe, обеспечивая невероятно высокую скорость. Современные потребительские диски NVMe примерно в три раза быстрее, чем SATA III.
M.2: это форм-фактор (физический размер, форма и конструкция) накопителей NVMe. Их часто называют жесткими дисками, потому что они крошечные и прямоугольные. Они помещаются в специальные слоты на большинстве современных материнских плат.

На этом мы завершаем наше краткое руководство по флеш-памяти NAND в современных твердотельных накопителях. Теперь у вас есть все необходимое, чтобы выбрать лучший привод для своих нужд.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector