Nyere er ikke alltid bedre. Nylig har SSD-produsenter begynt å bytte ut hastighet og pålitelighet for å få mer lagringsplass i stasjonene. Protokoller som NVMe og PCIe blir raskere, men noen SSD-er går bakover.
QLC Flash er problemet
Her er problemet. Å lage SSD-er er dyrt, og få mennesker vil betale $ 200 for en 512 GB SSD når du kan få “2000 GB” mekaniske harddisker for mindre enn $ 50. Større kapasitet selger.
SSD-produsenter øker lagringskapasiteten mens de holder kostnadene nede - men dette er dårlig for ytelse og utholdenhet. Store SSD-er kan bli billigere, men det er en kompromiss for hvert sprang i SSD-teknologi. Vi ser for øyeblikket økningen i Quad Level Cell (QLC) SSD-er, som kan lagre 4 biter informasjon per minnecelle. QLC har ikke erstattet standard SSD-er helt, men noen få stasjoner som bruker den, har gjort veien til markedet, og de har problemer.
Spesielt må SSD-produsenter finne en måte å få mer plass i NAND-flashchips med samme størrelse (den faktiske datalagringsdelen av SSD). Tradisjonelt ble dette gjort med en prosessnodekrymping , noe som gjør transistorer inne i blitsen mindre. Men når Moores lov bremser, må du bli mer kreativ.
Den geniale løsningen er NAND-flash på flere nivåer. NAND-blits kan lagre et spesifikt spenningsnivå i en celle over lengre tid. Tradisjonell NAND-flash lagrer to nivåer - på og av. Dette kalles SLC flash, og det er veldig raskt. Men siden NAND egentlig lagrer en analog spenning, kan du representere flere biter med litt forskjellige spenningsnivåer, slik:
Problemet, som vist her, er at det skalerer opp eksponensielt . SLC-blits krever bare spenning eller mangel på dette. MLC-blits krever fire spenningsnivåer. TLC trenger åtte. Og det siste året har QLC flash gjort et innbrudd i markedet, og krever 16 separate spenningsnivåer.
Dette fører til mange problemer. Når du legger til flere spenningsnivåer, blir det vanskeligere og vanskeligere å skille biter fra hverandre. Dette gjør QLC-blits 25% tettere enn TLC, men betydelig tregere. Lesehastigheten påvirkes ikke så mye, men skrivehastigheten tar et dykk. De fleste SSD-er (ved hjelp av den nyere NVMe-protokollen) svever rundt 1500 MB / s for vedvarende lese og skrive (dvs. laste eller kopiere store filer). Men QLC flash klarer bare mellom 80-160 MB / s for vedvarende skriv , som er verre enn en anstendig harddisk.
QLC SSD-er brytes mye raskere ned
Alle SSD-er har generelt ugunstig skriveutholdenhet sammenlignet med harddisker. Hver gang du skriver til en celle i en SSD, slites den sakte. Slette en celle skal kvitte seg med elektroner, men noen få holder seg alltid rundt, noe som får en "0" -celle til å være nærmere "1" over tid. Dette blir kompensert av kontrolleren ved å bruke en mer positiv spenning over tid, noe som er greit når du har mye spenningsrom til overs. Men QLC gjør det ikke.
SLC har et gjennomsnitt skrive utholdenhet på 100.000 program / slette sykluser (skriveoperasjoner). MLC har mellom 35.000 og 10.000. TLC har rundt 5000. Men QLC har bare milde 1000. Dette gjør QLC uegnet for hyppige aksessstasjoner, som oppstartsstasjonen, som blir skrevet til veldig ofte.
Kort sagt - ikke kjøp en QLC-stasjon som skal brukes til operativsystemets systemstasjon. De er altfor upålitelige til å være sikre på at det ikke vil brytes ned om noen år. Vi vil anbefale å bruke en stor QLC-stasjon som erstatning for en roterende harddisk, og bruke en rask SLC-, MLC- eller TLC-stasjon som din primære OS-stasjon. Dette kan være et problem i bærbare datamaskiner, der du ikke har muligheten, men QLC er fortsatt veldig ny og har ikke kommet seg inn i bærbare datamaskiner ennå.
Effektiv caching skjuler disse problemene
På dette punktet kan du spørre deg hvorfor QLC til og med er en ting når den er objektivt tregere og går mye raskere enn de andre blitstypene. Du kan åpenbart ikke markedsføre en nedgradering, men SDD-produsenter har funnet en måte å skjule problemet på - caching.
QLC SSD-er dedikerer en del av stasjonen til en cache. Denne hurtigbufferen ignorerer det faktum at den skal være QLC og fungerer i stedet som SLC-blits. Cachen vil være 75% mindre enn den faktiske diskplassen den tar, men den vil være mye raskere.
Data fra hurtigbufferen kan skrives til samme hastighet som andre high-end SSD-er, og vil sakte skylles ut av kontrolleren og sorteres i QLC-cellene. Men når cachen er full, må kontrolleren skrive direkte til de langsomme QLC-cellene, noe som fører til et betydelig fall i ytelse under lange skrivinger.
Ta en titt på denne referansen fra Toms maskinvare gjennomgang av Crucial P1 500GB , en forbruker QLC SSD, som viser dette problemet ganske tydelig:
Den røde linjen som representerer Crucial P1 fungerer med solide NVMe-hastigheter, om enn litt treg sammenlignet med noen av de høyere tilbudene. Men etter omtrent 75 GB med skrivinger blir hurtigbufferen full, og du kan se ekte hastighet på QLC-blits. Linjen stuper til rundt 80 MB / s, tregere enn de fleste harddisker for vedvarende skriving.
ADATA XPG SX8200, en TLC-stasjon, viser de samme egenskapene, bortsett fra den rå TLC-blitsen etter at avbruddet fortsatt er raskere. De fleste andre stasjoner benytter seg også av denne hurtigbuffermetoden, ettersom den gir rask, liten skriving til stasjonen (som er vanligst). Men vedvarende skrivinger er det du vil merke mest - du vil ikke legge merke til om en liten filkopi tar 0,15 sekunder mot 0,21 sekunder, men du vil legge merke til om en stor tar ti minutter ekstra.
Du kan enkelt avskrive dette som et edge case-scenario, men cachen forblir ikke 75 GB for alltid. Når du fyller opp stasjonen, blir hurtigbufferen mindre. I følge Anandtechs testing , for Intel SSD 660p-serien, er hurtigbufferen for 512 GB-modellen redusert til bare 6 GB når stasjonen stort sett er full, selv med 128 GB plass igjen.
Dette betyr at hvis du fylte opp SSD-en din og deretter prøvde å installere et 20-30 GB-spill fra Steam, ville de første 6 GB skrive til stasjonen ekstremt raskt, og så begynte du å se de samme 80 MB / s-hastighetene for de gjenværende filene.
Riktignok er du sannsynligvis begrenset av nedlastingshastighet i dette eksemplet, men i tilfelle oppdateringer (som må lastes ned og erstattes av eksisterende filer, og effektivt krever dobbelt så stor plass), vil problemet være mye tydeligere. Du vil fullføre nedlastingen, og må deretter vente for alltid på at den skal installeres.
Så bør du unngå QLC?
Du bør absolutt unngå QLC-stasjoner med 512 GB (og mindre, når det blir billigere å produsere), da de ikke gir mye mening. Du fyller dem opp mye raskere, og hurtigbufferen blir mindre når den er full, noe som gjør den betydelig tregere. I tillegg er de for tiden ikke mye billigere enn alternativene.
Til tross for manglene er det ikke QLC-blits også mye av et problem når du ser på stasjoner med høyere kapasitet. 2 TB-modellen på 660p har minst 24 GB hurtigbuffer når den er fylt opp. Det er fortsatt QLC-blits, men det er en akseptabel avveining for en billig 2 TB SSD som fungerer veldig raskt meste parten av tiden.
Gitt deres gigantiske kapasitet, kan QLC-baserte SSD-er tjene som en anstendig erstatning for en spinnende harddisk, forutsatt at du tar regelmessige sikkerhetskopier i tilfelle den sparker bøtta. Det er optimalt for noe du får sjelden tilgang til, men vil være veldig raskt når du gjør det, og med en anstendig størrelse SLC-cache vil de mest vedvarende skriveoperasjonene være rimelig raske til du fyller stasjonen.
På grunn av pålitelighetsproblemer, bør du unngå å bruke den som en oppstartsstasjon eller til noe som blir skrevet til veldig ofte.
Det er fremdeles mye fremgang innen andre aspekter av produksjonen - bedre kontrollere som er i stand til å adressere flere flash-chips, billigere flash-chips når prosessnodene modnes, og kanskje andre teknologier helt. QLC-blits blir ikke standarden når som helst; for øyeblikket er det bare et annet alternativ. Bare vær sikker på at når du kjøper en SSD, sjekker du de tekniske spesifikasjonene og tar hensyn til typen blits som ble brukt til å lage dem.
