Mai nou nu este întotdeauna mai bun. Recent, producătorii de SSD au început să schimbe viteza și fiabilitatea în interesul de a înghesui mai mult spațiu de stocare în unitățile lor. Protocoale precum NVMe și PCIe devin mai rapide, dar unele SSD-uri merg înapoi.
Cuprins
QLC Flash este problema
Iată problema. Fabricarea SSD-urilor este costisitoare și puțini oameni doresc să plătească 200 USD pentru un SSD de 512 GB când puteți obține hard disk-uri mecanice de „2000 GB” la mai puțin de 50 USD. Se vând capacități mai mari.
Producătorii de SSD măresc capacitățile de stocare, ținând în același timp costurile scăzute, dar acest lucru este dăunător pentru performanță și rezistență. SSD-urile mari pot deveni mai ieftine, dar există un compromis pentru fiecare salt în tehnologia SSD. În prezent, asistăm la creșterea SSD-urilor Quad Level Cell (QLC), care pot stoca 4 biți de informații per celulă de memorie. QLC nu a înlocuit complet SSD-urile standard, dar câteva unități care îl folosesc și-au făcut drum pe piață și au probleme.
Mai exact, producătorii de SSD trebuie să găsească o modalitate de a încadra mai mult spațiu în cipurile flash NAND de aceeași dimensiune (partea reală de stocare a datelor a SSD-ului). În mod tradițional, acest lucru a fost realizat cu o micșorare a nodului de proces, făcând tranzistorii din interiorul blițului mai mici. Dar pe măsură ce Legea lui Moore încetinește, trebuie să fii mai creativ.
Soluția ingenioasă este blițul NAND cu mai multe niveluri. Flash NAND este capabil să stocheze un anumit nivel de tensiune într-o celulă pentru o perioadă lungă de timp. Blițul NAND tradițional stochează două niveluri — pornit și oprit. Acesta se numește flash SLC și este foarte rapid. Dar, deoarece NAND stochează în esență o tensiune analogică, puteți reprezenta mai mulți biți cu niveluri de tensiune ușor diferite, astfel:
Problema, așa cum se arată aici, este că crește exponențial. Blițul SLC necesită doar tensiune sau lipsa acesteia. Flash MLC necesită patru niveluri de tensiune. TLC are nevoie de opt. Și în ultimul an, QLC flash a făcut o ieșire pe piață, necesitând 16 niveluri de tensiune separate.
Acest lucru duce la o mulțime de probleme. Pe măsură ce adăugați mai multe niveluri de tensiune, devine din ce în ce mai greu să distingeți biții. Acest lucru face ca flash QLC să fie cu 25% mai dens decât TLC, dar semnificativ mai lent. Viteza de citire nu este afectată atât de mult, dar viteza de scriere durează. Majoritatea SSD-urilor (folosind noul protocol NVMe) se situează în jurul a 1500 MB/s pentru citire și scriere susținută (adică, încărcarea sau copierea fișierelor mari). Dar flash QLC gestionează doar între 80-160 MB/s pentru scrieri susținute, ceea ce este mai rău decât un hard disk decent.
SSD-urile QLC se defectează mult mai repede
Toate SSD-urile au, în general, rezistență nefavorabilă la scriere în comparație cu hard disk-urile. Ori de câte ori scrieți într-o celulă dintr-un SSD, aceasta se uzează încet. Ștergerea unei celule ar trebui să o scape de electroni, dar câțiva rămân mereu în jur, ceea ce face ca o celulă „0” să fie mai aproape de „1” în timp. Acest lucru este compensat de controler prin aplicarea unei tensiuni mai pozitive în timp, ceea ce este în regulă atunci când aveți mult spațiu pentru tensiune. Dar QLC nu.
SLC are o medie rezistență la scriere de 100.000 de cicluri de program/ștergere (operații de scriere). MLC are între 35.000 și 10.000. TLC are în jur de 5.000. Dar QLC are doar 1.000. Acest lucru face QLC nepotrivit pentru unitățile cu acces frecvent, cum ar fi unitatea de pornire, pe care sunt scrise foarte des.
Concluzie: nu cumpărați o unitate QLC pe care să o utilizați pentru unitatea de sistem a sistemului dvs. de operare. Sunt mult prea nesiguri pentru a fi sigur că nu se va degrada în câțiva ani. Vă recomandăm să utilizați o unitate QLC mare ca înlocuitor pentru un hard disk rotativ și să utilizați o unitate SLC, MLC sau TLC rapidă ca unitate principală a sistemului de operare. Aceasta poate fi o problemă la laptopuri, unde nu aveți opțiunea, dar QLC este încă foarte nou și încă nu și-a făcut loc în laptopuri.
Memorarea eficientă în cache ascunde aceste probleme
În acest moment, s-ar putea să vă întrebați de ce QLC este chiar un lucru când este obiectiv mai lent și se sparge mult mai repede decât celelalte tipuri de bliț. În mod evident, nu puteți comercializa un downgrade, dar producătorii de SDD au găsit o modalitate de a ascunde problema – memorarea în cache.
SSD-urile QLC dedică o parte a unității unui cache. Acest cache ignoră faptul că ar trebui să fie QLC și în schimb funcționează ca SLC flash. Cache-ul va fi cu 75% mai mic decât spațiul real pe care îl ocupă, dar va fi mult mai rapid.
Datele din memoria cache pot fi scrise la aceeași viteză ca și alte SSD-uri high-end și vor fi eliminate încet de controler și sortate în celulele QLC. Dar când memoria cache este plină, controlerul trebuie să scrie direct în celulele QLC lente, ceea ce provoacă o scădere considerabilă a performanței în timpul scrierilor lungi.
Aruncă o privire la acest benchmark de la Tom’s Hardware revizuire a Crucial P1 500GB, un SSD QLC pentru consumatori, care arată această problemă destul de clar:
Linia roșie care reprezintă Crucial P1 funcționează la viteze NVMe solide, deși puțin lentă în comparație cu unele dintre ofertele superioare. Dar după aproximativ 75 GB de scrieri, memoria cache devine plină și puteți vedea viteza reală a flash QLC. Linia scade la aproximativ 80 MB/s, mai lent decât majoritatea hard disk-urilor pentru scrieri susținute.
ADATA XPG SX8200, o unitate TLC, afișează aceleași caracteristici, cu excepția blițului TLC brut după ce este încă mai rapid. Majoritatea celorlalte unități folosesc, de asemenea, această metodă de stocare în cache, deoarece accelerează scrierile mici și rapide pe unitate (care sunt cele mai comune). Dar scrierile susținute sunt ceea ce veți observa cel mai mult – nu veți observa dacă o copie a fișierului mic durează 0,15 secunde față de 0,21 secunde, dar veți observa dacă una mare durează zece minute în plus.
Puteți anula cu ușurință acest lucru ca un scenariu limită, dar acel cache nu rămâne la 75 GB pentru totdeauna. Pe măsură ce umpleți unitatea, memoria cache devine mai mică. Conform Testarea Anandtech, pentru gama Intel SSD 660p, memoria cache pentru modelul de 512 GB este redusă la doar 6 GB atunci când unitatea este în mare parte plină, chiar și cu 128 GB de spațiu rămas.
Aceasta înseamnă că dacă ați umplut SSD-ul și apoi ați încercat să instalați un joc de 20-30 GB de la Steam, primii 6 GB ar scrie pe unitate extrem de rapid și apoi ați începe să vedeți aceleași viteze de 80 MB/s pentru fișierele rămase.
Desigur, probabil că sunteți limitat de viteza de descărcare în acest exemplu, dar în cazul actualizărilor (care trebuie să descarce și apoi să înlocuiască fișierele existente, necesitând efectiv de două ori spațiu), problema ar fi mult mai evidentă. Veți termina descărcarea și apoi va trebui să așteptați pentru totdeauna să se instaleze.
Deci, ar trebui să evitați QLC?
Ar trebui să evitați cu siguranță unitățile QLC cu 512 GB (și mai puțin, odată ce devine mai ieftin de produs), deoarece nu prea au sens. Le veți umple mult mai repede, iar memoria cache va fi mai mică când este plină, făcându-l considerabil mai lent. În plus, în prezent nu sunt cu mult mai ieftine decât alternativele.
În ciuda deficiențelor sale, flash-ul QLC nu este o problemă prea mare când te uiți la unitățile de capacitate mai mare. Modelul de 2 TB al 660p are un minim de 24 GB de cache atunci când este umplut. Este încă flash QLC, dar este un compromis acceptabil pentru un SSD ieftin de 2 TB care funcționează foarte rapid de cele mai multe ori.
Având în vedere capacitățile lor gigantice, SSD-urile bazate pe QLC pot servi ca un înlocuitor decent pentru un hard disk care se învârte, cu condiția să faceți copii de rezervă regulate în cazul în care dă drumul. Este optim pentru ceva pe care îl accesați rar, dar doriți să fiți foarte rapid atunci când o faceți, iar cu un cache SLC de dimensiuni decente, majoritatea operațiunilor de scriere susținute vor fi destul de rapide până când umpleți unitatea.
Din cauza problemelor de fiabilitate, ar trebui să evitați să-l utilizați ca unitate de pornire sau pentru orice lucru în care este scris foarte des.
Mai sunt multe progrese de făcut în alte aspecte ale producției — controlere mai bune capabile să abordeze mai multe cipuri flash, cipuri flash mai ieftine pe măsură ce nodurile de proces se maturizează și poate cu totul alte tehnologii. Flash-ul QLC nu va deveni standardul în curând; în prezent, este doar o altă opțiune. Doar asigurați-vă că atunci când cumpărați un SSD, verificați specificațiile tehnice și acordați atenție tipului de blitz folosit pentru a le realiza.