Як не заблукати в SLC, MLC і TLC при виборі SSD - Вадим Стеркиной

1. [+] Сьогодні в програмі
2. Виробники пам'яті NAND
3. Типи пам'яті NAND: SLC, MLC і TLC
4. Інтерфейси MLC NAND: ONFi і Toggle Mode
5. Пам'ять MLC NAND: асинхронна ONFi 1.0 проти синхронної ONFi 2.х
6. Пам'ять MLC NAND: 2.х
7. Пам'ять MLC NAND 2.х: 3K проти 5K
8. Пам'ять MLC NAND: Toggle Mode 2.0 проти синхронної ONFi 2.x
9. Як визначити конкретний тип пам'яті в SSD
10. У яких SSD встановлена ​​найкраща пам'ять
11. дискусія

Наши партнеры ArtmMisto

Продуктивність і термін служби SSD в першу чергу залежать від флеш-пам'яті NAND і контролера з прошивкою. Вони є основними складовими ціни накопичувача, і при покупці логічно звертати увагу саме на ці компоненти. Сьогодні ми поговоримо про NAND.

Тонкощі технологічного процесу виробництва флеш-пам'яті ви при бажанні знайдете на сайтах, що спеціалізуються на оглядах SSD. А моя стаття орієнтована на більш широке коло читачів і переслідує дві мети:

1. Відкрити завісу над невиразними специфікаціями, опублікованими на сайтах виробників SSD і магазинів.
2. Зняти питання, які можуть у вас виникнути при вивченні технічних характеристик пам'яті різних накопичувачів і читання оглядів, написаних для «залізних» гиків.

Для початку я проілюструю проблему картинками.

[+] Сьогодні в програмі

Що вказують в характеристиках SSD

Технічні характеристики NAND, що публікуються на офіційних сайтах виробників і в мережевих магазинах, далеко не завжди містять детальну інформацію. Більш того, термінологія сильно варіюється, і я підібрав для вас дані про п'ять різних накопичувачах.

Вам що-небудь говорить ця картинка?

Ок, припустимо, Яндекс.Маркет - не найнадійніший джерело інформації. Звернемося до сайтів виробників - так легше стало?

Може бути, так буде зрозуміліше?

А якщо так?

Або все-таки краще так? :)

Тим часом, у всіх цих накопичувачах встановлена ​​однакова пам'ять! У це важко повірити, особливо дивлячись на дві останніх картинки, чи не так? Дочитавши запис до кінця, ви не тільки в цьому переконаєтеся, а й будете читати подібні характеристики як відкриту книгу.

Виробники пам'яті NAND

Виробників флеш-пам'яті набагато менше, ніж компаній, що продають SSD під своїми брендами. У більшості накопичувачів зараз встановлена ​​пам'ять від:

• Intel / Micron
• Hynix
• Samsung
• Toshiba / SanDisk

Intel і Micron не випадково ділять одне місце в списку. Вони виробляють NAND за однаковими технологіями в рамках спільного підприємства IMFT .

На провідному заводі в американському штаті Юта одна і та ж пам'ять випускається під марками цих двох компаній майже в рівних пропорціях. З конвеєра заводу в Сінгапурі, який зараз контролює Micron, пам'ять може сходити також і під маркою її дочірньої компанії SpecTek.

Всі виробники SSD купують NAND у перерахованих вище компаній, тому в різних накопичувачах може стояти фактично однакова пам'ять, навіть якщо її марка відрізняється.

Здавалося б, при такому розкладі з пам'яттю все має бути просто. Однак існує кілька типів NAND, які в свою чергу поділяються за різними параметрами, вносячи плутанину.

Типи пам'яті NAND: SLC, MLC і TLC

Це три різні типи NAND, головним технологічним відмінністю між якими є кількість бітів, що зберігаються в комірці пам'яті.

SLC є найстарішою з трьох технологій, і ви навряд чи знайдете сучасний SSD з такою NAND. На борту більшості накопичувачів зараз MLC, а TLC - це нове слово на ринку пам'яті для твердотільних накопичувачів.

Взагалі, TLC давно використовується в USB-флешки, де витривалість пам'яті не має практичного значення. Нові технологічні процеси дозволяють знизити вартість гігабайта TLC NAND для SSD, забезпечуючи прийнятне швидкодію і термін служби, в чому логічно зацікавлені всі виробники.

Цікаво, що поки широка публіка стурбована обмеженою кількістю циклів перезапису SSD, у міру розвитку технологій NAND цей параметр тільки знижується!

У першому записі серії ми підраховували ресурс накопичувача з MLC NAND , І якщо просто поділити його на три, картина вийде не самої райдужної. Але це зовсім не означає, що від TLC треба бігти, як чорт від ладану.

По-перше, в моїх прикидках за основу був узятий захмарний мультиплікатор збільшення обсягу записи 10х, який на практиці в рази нижче. Профільні сайти нерідко оцінюють його в 2-3х, і навіть ще менше для контролерів SandForce, які застосовують стиснення даних при записі.

По-друге, справа не тільки в кількості циклів перезапису і мультиплікатора. У контролер можуть закладатися технології, покликані знизити фізичне навантаження на осередки пам'яті при читанні і запису шляхом адаптації до подаваемому напрузі.

Обсяги виробництва TLC NAND для SSD поки невеликі, тому не дивно, що перша ластівка прилетіла від компанії, що має своє виробництво пам'яті.

Судячи по оглядах і тестам, Samsung 840 непогано проявив себе, особливо на тлі накопичувачів з MLC попереднього покоління.

збільшити малюнок

До речі, цей накопичувач характеризує велика резервна область, покликана продовжити термін служби TLC. Королем же продуктивності в 2012 році став Samsung 840 Pro з 21nm Toggle Mode MLC на борту.

Інтерфейси MLC NAND: ONFi і Toggle Mode

Зараз на ринку переважають накопичувачі з пам'яттю MLC, але і ця пам'ять ділиться на два типи відповідно до використовуваного інтерфейсом.

ONFi (Open NAND Flash Interface) - це альянс виробників флеш-пам'яті, що випускається за єдиним стандартом. Зверніть увагу на присутність там Intel і Micron, так само як і на відсутність Samsung з Toshiba. Остання пара випускає пам'ять з інтерфейсом Toggle Mode.

Примітка. Пропускна здатність вказана для кожного каналу NAND.

У початку 2013 року можна купити накопичувачі з пам'яттю ONFi 1.0 і 2.x, а також Toggle Mode 1.0.

Пам'ять MLC NAND: асинхронна ONFi 1.0 проти синхронної ONFi 2.х

Незважаючи на те, що пам'ять з пропускною спроможністю до 200MB / s випускається вже якийсь час, Intel і Micron не поспішають відмовлятися від випуску старішої і повільної пам'яті. Справа в тому, що вона дешевше, і це дозволяє виробникам SSD позиціонувати накопичувачі в різні сегменти ринку.

Давайте візьмемо для прикладу специфікації двох твердотільних накопичувачів Corsair в тому вигляді, як вони опубліковані на сайті.

Всі числові показники у них практично ідентичні, хіба що перший на йоту швидше і споживає більше енергії. На сайті не вказано, але у цих накопичувачів ще й однаковий контролер SandForce-2281 (на що також натякає ємність 120 Гб ).

В обох накопичувачах встановлена ​​пам'ять Intel-Micron 25nm MLC NAND. Але в таблиці виділено головна відмінність: у першого накопичувача ця пам'ять синхронна, а другого - aсінхронная!

Незважаючи на мінімальне розходження в паспортних характеристиках швидкодії, накопичувач з синхронної пам'яттю перевершує колегу майже у всіх аспектах бенчмарков (В таблиці за посиланням не відображається назва Force GT, але це він).

Як бачите, виробники не виставляють напоказ ключові відмінності між лінійками накопичувачів, однак це можна зрозуміти за ціною. SSD з асинхронної пам'яттю продаються трохи дешевше, оскільки її вартість нижча, ніж у синхронної. Найчастіше індикатором може служити маркетингове позиціонування на сайті (більш продуктивні накопичувачі стоять вище в списку).

збільшити малюнок

У серії Vertex 4 використовується синхронна пам'ять Intel Micron 25nm MLC, а в Agility 4 - асинхронна.

Пам'ять MLC NAND: 2.х

Буква "x" узагальнює різні етапи другої версії специфікацій ONFi. У 2012 році більшість накопичувачів забезпечувалося пам'яттю MLC, виготовленої в рамках технологічного процесу 25nm по специфікаціям ONFi 2.1.

Втім, в кінці року на ринку з'явився накопичувач Intel 335 з пам'яттю Intel 20nm MLC NAND, що відповідало вже специфікаціям ONFi 2.3. Перехід на новий технологічний процес не приносить дивідендів у швидкодії, оскільки пропускна здатність інтерфейсу все так же обмежена 200MB / s.

У специфікації ONFi 2.3 закладена підтримка протоколу EZ-NAND, який має поліпшити корекцію помилок (ECC), рівень яких зростає в міру зменшення розміру осередків пам'яті. Однак для цього в NAND повинен бути вбудований окремий контролер. В Intel 335 він відсутній, тому дану модель можна вважати «перехідною».

Більш того, менший розмір осередків пам'яті 20nm породив сумніви в витривалості NAND, виробленої за цією технологією!

Intel оцінює її ідентично 25nm NAND - в 3 000 циклів перезапису. Гарантійний термін складає 3 роки, як і у Intel 330 при тих же обсягах записи в 20GB в день.

Так чи інакше, оскільки Intel і Micron переходять на 20nm процес, логічно очікувати в 2013 році появи накопичувачів з такою пам'яттю під різними брендами.

Пам'ять MLC NAND 2.х: 3K проти 5K

Цього питання я вже торкався раніше, тому додаткову інформацію ви знайдете за посиланням в цьому розділі статті. Виробник NAND може по-різному оцінювати термін служби флеш-пам'яті, навіть коли вона створена за однією технологією. Це добре видно на прикладі Intel 25nm MLC NAND, яку компанія поділяє по кількості циклів перезапису - 3 000 і 5 000.

Відповідно, така пам'ять відрізняється за ціною, що дозволяє виробникам SSD урізноманітнити лінійки накопичувачів. Різниця між SSD Intel 330 і 520 полягає тільки в ресурсі NAND , А для вас вона виражається в двох додаткових роках гарантії і ціною, звичайно.

Таким чином, гарантійний термін служби накопичувача залежить від витривалості пам'яті, встановленої в ньому.

Пам'ять MLC NAND: Toggle Mode 2.0 проти синхронної ONFi 2.x

Деякі виробники SSD ставлять в різні лінійки продуктів пам'ять з різними інтерфейсами. Хорошим прикладом служить той же Corsair, але тепер з серією Neutron (в таблиці наведені характеристики швидкодії, заявлені виробником).

Як бачите, при інших рівних пам'ять Toggle Mode на папері виглядає швидше ONFi 2.x в послідовного запису і випадковому читанні. В принципі, бенчмарки це підтвердили, але все ж подивіться їх самостійно (наприклад, AnandTech 120Gb , 240Gb ).

Як визначити конкретний тип пам'яті в SSD

Незалежно від того, придбали ви твердотільний накопичувач або тільки плануєте покупку, після прочитання цього запису у вас може виникнути питання, винесене в підзаголовок.

Жодна програма тип пам'яті не показує. Цю інформацію можна знайти в оглядах накопичувачів, але є і більш короткий шлях, особливо коли потрібно порівняти між собою кілька кандидатів на покупку.

На спеціалізованих сайтах можна знайти бази даних по SSD, і ось вам приклад .

Я без проблем знайшов там характеристики пам'яті своїх накопичувачів, за винятком SanDisk P4 (mSATA), встановленого в планшеті.

У яких SSD встановлена ​​найкраща пам'ять

Давайте спочатку пройдемося по основним пунктам статті:

• виробників NAND можна перелічити на пальцях однієї руки
• в сучасних твердотільних накопичувачах використовується два типу NAND: MLC і TLC, тільки набирає обертів
• MLC NAND різниться інтерфейсами: ONFi (Intel, Micron) і Toggle Mode (Samsung, Toshiba)
• ONFi MLC NAND ділиться на асинхронну (дешевше і повільніше) і синхронну (дорожче і швидше)
• виробники SSD використовують пам'ять різних інтерфейсів і типів, створюючи різноманітний модельний ряд на будь-який гаманець
• офіційні специфікації рідко містять конкретну інформацію, але бази даних SSD дозволяють точно визначити тип NAND

Звичайно, в такому зоопарку не може бути однозначної відповіді на питання, винесене в підзаголовок. Незалежно від бренду накопичувача, NAND відповідає заявленим специфікаціям, інакше ОЕМ-виробникам немає сенсу її купувати (вони дають на SSD свою гарантію).

Однак ... уявіть, що літо вас порадувало небувалим урожаєм суниці на дачі!

Вона вся соковита і солодка, але вам просто не з'їсти стільки, тому ви вирішили продати частину зібраних ягід.

Найкращу суницю ви залишите собі або виставите на продаж? :)

Можна припустити, що виробники NAND встановлюють найкращу пам'ять в свої накопичувачі. З огляду на обмежену кількість компаній, що випускають NAND, список виробників «коробкових» SSD виходить ще коротше:

• Crucial (підрозділ Micron)
• Intel
• SanDisk (і частково Toshiba)
• Samsung

Знову ж таки, це лише припущення, не підкріплене достовірними фактами. Але хіба ви вчинили б інакше на місці цих компаній? Тим часом, у Micron є флеш-пам'ять з маркетинговою назвою XPERT (eXtended Performance and Enhanced Reliability Technology), а у Intel - так звана High Endurance Technology MLC, яку вони не продають стороннім виробникам SSD.

дискусія

У наступній статті серії я планую схожий огляд контролерів твердотільних накопичувачів, хоча і більш короткий. Однак мені дуже важливо зрозуміти, наскільки вам потрібні такі матеріали.

Моя спеціалізація - клієнтські ОС Microsoft, і я припускаю, що читачі цього блогу очікують матеріалів саме на тему Windows і програм. Загальні огляди компонентів SSD не мають до цього ніякого відношення.

Будь ласка, напишіть в коментарях:

• цікава вам була ця запис
• допомогла вона вам чимось
• що конкретно нового ви дізналися

Тих, хто вже придбав SSD, я прошу відповісти на два додаткових питання:

1. Чи дотримувалися ви характеристики NAND перед покупкою накопичувача?
2. Взагалі, на які критерії ви звертали увагу?

Обговорення завершено.