Il nuovo non è sempre migliore. Di recente, i produttori di SSD hanno iniziato a compromettere velocità e affidabilità nell'interesse di stipare più spazio di archiviazione nelle loro unità. Protocolli come NVMe e PCIe stanno diventando più veloci, ma alcuni SSD stanno andando indietro.
QLC Flash è il problema
Ecco il problema. Produrre SSD è costoso e poche persone vogliono pagare $ 200 per un SSD da 512 GB quando è possibile ottenere dischi rigidi meccanici da "2000 GB" per meno di $ 50. Capacità più grandi vendono.
I produttori di SSD stanno aumentando le capacità di archiviazione mantenendo bassi i costi, ma questo è negativo per le prestazioni e la resistenza. Gli SSD di grandi dimensioni potrebbero diventare più economici, ma c'è un compromesso per ogni salto nella tecnologia SSD. Al momento stiamo assistendo all'ascesa degli SSD Quad Level Cell (QLC), che possono memorizzare 4 bit di informazioni per cella di memoria. QLC non ha sostituito completamente gli SSD standard, ma alcune unità che lo utilizzano sono arrivate sul mercato e hanno problemi.
Nello specifico, i produttori di SSD devono trovare un modo per inserire più spazio nei chip flash NAND delle stesse dimensioni (la parte di archiviazione dati effettiva dell'SSD). Tradizionalmente, questo veniva fatto con un file riduzione del nodo del processo , rendendo più piccoli i transistor all'interno del flash. Ma poiché la legge di Moore rallenta, devi diventare più creativo.
La soluzione ingegnosa è il flash NAND multilivello. La memoria flash NAND è in grado di memorizzare un livello di tensione specifico in una cella per un periodo prolungato. Il flash NAND tradizionale memorizza due livelli: acceso e spento. Questo si chiama flash SLC ed è davvero veloce. Ma poiché la NAND memorizza essenzialmente una tensione analogica, puoi rappresentare più bit con livelli di tensione leggermente diversi, in questo modo:
Il problema, come mostrato qui, è che si ingrandisce esponenzialmente . Il flash SLC richiede solo tensione o mancanza di tensione. Il flash MLC richiede quattro livelli di tensione. TLC ha bisogno di otto. E nell'ultimo anno, il flash QLC ha fatto irruzione nel mercato, richiedendo 16 livelli di tensione separati.
Questo porta a molti problemi. Man mano che si aggiungono più livelli di tensione, diventa sempre più difficile distinguere i bit. Ciò rende QLC flash più denso del 25% rispetto a TLC ma significativamente più lento. La velocità di lettura non è influenzata più di tanto, ma la velocità di scrittura subisce un tuffo. La maggior parte degli SSD (che utilizzano il protocollo NVMe più recente) si aggira intorno ai 1500 MB / s per la lettura e la scrittura sostenute (cioè, caricamento o copia di file di grandi dimensioni). Ma QLC flash gestisce solo tra 80-160 MB / s per scritture sostenute , che è peggio di un disco rigido decente.
Gli SSD QLC si rompono molto più rapidamente
Tutti gli SSD hanno generalmente una resistenza in scrittura sfavorevole rispetto ai dischi rigidi. Ogni volta che scrivi su una cella in un SSD, si consuma lentamente. Cancellare una cella dovrebbe liberarla dagli elettroni, ma alcuni restano sempre in giro, facendo sì che una cella "0" sia più vicina a "1" nel tempo. Questo viene compensato dal controller applicando una tensione più positiva nel tempo, il che va bene quando hai molto spazio di tensione da risparmiare. Ma QLC non lo fa.
SLC ha una media scrivere la resistenza di 100.000 cicli di programma / cancellazione (operazioni di scrittura). MLC ha tra 35.000 e 10.000. TLC ne ha circa 5.000. Ma QLC ha solo un misero 1.000. Ciò rende QLC inadatto per unità ad accesso frequente, come l'unità di avvio, che vengono scritte molto frequentemente.
In conclusione: non acquistare un'unità QLC da utilizzare per l'unità di sistema del tuo sistema operativo. Sono troppo inaffidabili per essere sicuri che non si degraderanno in pochi anni. Si consiglia di utilizzare un'unità QLC di grandi dimensioni in sostituzione di un disco rigido rotante e di utilizzare un'unità SLC, MLC o TLC veloce come unità del sistema operativo principale. Questo potrebbe essere un problema nei laptop, dove non hai l'opzione, ma QLC è ancora molto nuovo e non si è ancora fatto strada nei laptop.
La memorizzazione nella cache efficiente nasconde questi problemi
A questo punto, potresti chiederti perché QLC è anche una cosa quando è oggettivamente più lento e si interrompe molto più velocemente degli altri tipi di flash. Ovviamente non è possibile commercializzare un downgrade, ma i produttori di SDD hanno trovato un modo per nascondere il problema: il caching.
Gli SSD QLC dedicano una parte dell'unità a un file cache. Questa cache ignora il fatto che dovrebbe essere QLC e invece funziona come il flash SLC. La cache sarà più piccola del 75% rispetto allo spazio su disco effettivo che occupa, ma sarà molto più veloce.
I dati dalla cache possono essere scritti alla stessa velocità di altri SSD di fascia alta e verranno lentamente eliminati dal controller e ordinati nelle celle QLC. Ma quando la cache è piena, il controller deve scrivere direttamente sulle celle QLC lente, il che causa un notevole calo delle prestazioni durante le lunghe scritture.
Dai un'occhiata a questo benchmark di Tom’s Hardware recensione del Crucial P1 da 500 GB , un SSD QLC consumer, che mostra abbastanza chiaramente questo problema:
La linea rossa che rappresenta il Crucial P1 funziona a velocità NVMe solide, anche se un po 'lenta rispetto ad alcune delle offerte di fascia alta. Ma dopo circa 75 GB di scritture, la cache si riempie e puoi vedere il file vero velocità del flash QLC. La linea precipita a circa 80 MB / s, più lenta della maggior parte dei dischi rigidi per le scritture sostenute.
L'ADATA XPG SX8200, un'unità TLC, mostra le stesse caratteristiche, tranne il flash TLC grezzo dopo che il drop off è ancora più veloce. Anche la maggior parte delle altre unità utilizza questo metodo di memorizzazione nella cache, poiché accelera le scritture rapide e piccole sull'unità (che sono le più comuni). Ma le scritture sostenute sono ciò che noterai di più: non noterai se una copia di un file piccolo impiega 0,15 secondi contro 0,21 secondi, ma noterai se una copia di grandi dimensioni richiede altri dieci minuti.
Potresti facilmente considerarlo uno scenario limite, ma quella cache non rimane di 75 GB per sempre. Man mano che si riempie l'unità, la cache si riduce. Secondo Test di Anandtech , per la linea di SSD Intel 660p, la cache per il modello da 512 GB è ridotta a soli 6 GB quando l'unità è per lo più piena, anche con 128 GB di spazio rimanente.
Ciò significa che se hai riempito il tuo SSD e poi hai provato a installare un gioco da 20-30 GB da Steam, i primi 6 GB scriverebbero sull'unità estremamente rapidamente, e quindi inizieresti a vedere le stesse velocità di 80 MB / s per i file rimanenti.
Certo, è probabile che tu sia limitato dalla velocità di download in questo esempio, ma nel caso di aggiornamenti (che devono scaricare e quindi sostituire i file esistenti, che effettivamente richiedono il doppio dello spazio) il problema sarebbe molto più evidente. Dovresti terminare il download e quindi attendere un'eternità per l'installazione.
Quindi dovresti evitare la QLC?
Dovresti assolutamente evitare le unità QLC con 512 GB (e meno, una volta che diventa più economico da produrre), poiché non hanno molto senso. Li riempirai molto più velocemente e la cache sarà più piccola quando è piena, rendendola notevolmente più lenta. Inoltre, attualmente non sono molto più economici delle alternative.
Nonostante i suoi difetti, il flash QLC non lo è pure un grosso problema quando si guardano le unità di capacità più elevata. Il modello da 2 TB del 660p dispone di un minimo di 24 GB di cache quando è pieno. È ancora QLC flash, ma è un compromesso accettabile per un economico SSD da 2 TB che funziona molto velocemente La maggior parte delle volte.
Date le loro capacità gigantesche, gli SSD basati su QLC possono fungere da sostituto decente per un disco rigido rotante, a condizione che tu esegua backup regolari nel caso in cui vada a gonfie vele. È ottimale per qualcosa a cui si accede di rado ma si desidera essere molto veloci quando lo si fa e, con una cache SLC di dimensioni adeguate, le operazioni di scrittura più sostenute saranno ragionevolmente veloci fino a quando non si riempie l'unità.
A causa dei problemi di affidabilità, dovresti evitare di usarlo come unità di avvio o per qualsiasi cosa su cui viene scritto molto spesso.
C'è ancora molto progresso da fare in altri aspetti della produzione: controller migliori in grado di gestire più chip flash, chip flash più economici man mano che i nodi di processo maturano e forse anche altre tecnologie. Il flash QLC non diventerà presto lo standard; al momento è solo un'altra opzione. Assicurati solo che quando acquisti un SSD, controlli le specifiche tecniche e fai attenzione al tipo di flash utilizzato per realizzarle.
