Ssd tls: SSD-диски MLS, TLS и SLC — какому из них отдать предпочтение

SSD-диски MLS, TLS и SLC — какому из них отдать предпочтение

Времена, когда SSD-диски считались элитными и малодоступными, на наших глазах становятся достоянием истории. Приобрести твердотельный накопитель сегодня может позволить себе любой пользователь, хотя нельзя не отметить, что, как и традиционные HDD, диски SSD отличаются друг от друга по скорости, долговечности, вместимости и другим характеристикам, обуславливающих их конечную цену. При выборе накопителя на всё это приходится обращать внимание, а следовательно и на типы памяти, среди которых распространение получили MLS и TLS.

Только вот что обозначают эти аббревиатуры, какой тип диска лучше — MLS, TLS либо SLC и как не потеряться в этих всех обозначениях?

Давайте разбираться.

Ниже мы рассмотрим чем отличаются между собою основные типы памяти, а пока, чтобы вам было легче разобраться что к чему, позвольте сказать пару слов об устройстве твердотельного накопителя. Диск SSD состоит из трех главных компонентов: контроллера, буферной и флеш-памяти. Контроллер представляет собой небольшое устройство вроде микропроцессора с управляющей обменом данными между диском и другими компонентами компьютера программой. Буферная память или иначе DDR — это небольшой участок энергозависимой памяти, используемой для кэширования операций чтения/записи. Наконец, флеш-память или NAND является теми самыми ячейками, в которых хранится записанная информация.

Об этой последней и как раз пойдёт сегодня речь.

Встречается три типа энергонезависимой NAND-памяти — это уже упомянутые MLS, TLS и SLC. Мы не ставим задачу раскрыть все технические особенности устройства микросхем памяти, главное для нас как можно более доступным языком объяснить, чем один тип памяти лучше другого. Отметим лишь, что ключевым технологическим отличием между MLS, TLS и SLC является количество битов информации, которое способна сохранить одна ячейка памяти.

SLC

Самая старая технология флеш-памяти, расшифровываемая как Single-Level Cell, то есть одноуровневая ячейка. Одна ячейка NAND-памяти SLC имеет два пороговых значения и может хранить только один бит информации. Диски с этим типом памяти имеют высокую скорость чтения/записи, отличаясь при этом завидной долговечностью, с другой стороны они маловместительны и к тому же дороги. По причине небольших объемов и дороговизны широкого применения в настольных компьютерах SLC-диски не нашли, если они и используются, то в основном на серверах в датацентрах.

MLS

SSD-диски с этим типом памяти наиболее распространены. Аббревиатура MLS расшифровывается как Multi-Level Cell или многоуровневая ячейка. В отличие от предшественника, ячейка MLS-накопителей имеет не два, а четыре пороговых значения и может хранить два бита данных. Плотность записи MLS-дисков выше, но это имеет свою цену. Использование для кодирования информации разных пороговых уровней напряжения ячейки памяти быстрее изнашиваются. Если количество циклов перезаписи у SLC-дисков составляет порядка 100000, то у дисков MLS оно 10000. Скорость чтения/записи в них тоже ниже, но зато диски MLS значительно дешевле, благодаря чему они и получили широкое распространение.

TLS

Еще большей плотностью записи чем MLS обладают диски с flash-памятью TLS или Triple-Level Cell (трехуровневая ячейка). Типичным примером использования NAND-памяти TLS являются обычные флешки. В одной ячейке накопителя может храниться три байта, но одновременно с увеличением вместимости снижается его производительность и выносливость. Так, количество циклов перезаписи среднего TLS-диска составляет 1000-3000. Означает ли это, что диски с этим типом памяти ненадежны? Не обязательно, да и вообще слухи о ненадёжности SSD TLS-дисков слишком преувеличены. Достаточно посмотреть на значение параметра TBW, обычно указываемого в технических характеристиках диска, чтобы убедиться, что запаса его выносливости гарантировано хватит на несколько лет.

Примечание: параметр TBW указывает гарантированный объем данных, который может быть записан на диск. Измеряется он обычно в терабайтах и может составлять более 100 Тб.

Так какой тип памяти выбрать для своего ПК, MLS, TLS или SLC? Однозначного ответа на этот вопрос дать нельзя, поскольку всё будет зависеть от поставленных перед накопителем задач, а также соотношения цены и качества.

Если предполагается частая запись на диск, пожалуй, лучше обзавестись MLS, если же вы собираетесь использовать накопитель в качестве хранилища, то для этих целей вполне сгодится и TLS. Стоит ли заморачиваться с поиском SLC? Может быть и стоит, если у вас есть лишние деньги и вы хотите иметь сверхбыструю систему, а так, конечно, нужно смотреть на спецификации. Моделей SSD-дисков очень много, все они отличаются друг от друга по характеристикам и при тщательном сравнении очень даже может статься, что выбор диска с памятью TLS окажется более оправданным и рациональным, чем покупка диска с более надежной и быстрой в идеальных условиях памятью MLS.

3 лучших SSD диска с памятью TLS на 256 Гб

Раньше считалось, что твердотельные накопители хороши только в супермощных игровых компьютерах, где не хранится никаких важных данных. А их цена – отпугивала многих рядовых пользователей.

Сегодня цена на скоростные накопители упала до вполне приемлемого уровня, а апгрейд жесткого диска на SSD дает очень ощутимое увеличение производительности: файлы и программы теперь загружаются молниеносно. Замена HDD на SDD один из наиболее доступных и эфективных способов апгрейда железа, ведь жесткий диск был и остается самым медленным узлом ПК.

Для людей, которые считают деньги, оптимальным объемом SSD является 256 ГБайт: обычно этого хватает для установки ОС, набора программ и нескольких актуальных игр.

Мы решили изучить рынок SSD дисков (SATA-III) с TLC памятью, объемом 250 Гб, и ознакомившись c информацией об их конструктивных особенностях, отобрали несколько интересных моделей. Главный критерий выбора — оптимальное соотношение цены, качества, скорости и среднее время наработки диска на отказ.

SSD SanDisk Ultra II

Данный накопитель — новая версия Sandisk Ultra II, 2016-го года. Линейка SanDisk Ultra II адресована широкому кругу пользователей. Производители и разработчики рекомендуют использовать Ultra II не только для хранения ОС и набора ПО, но и для мультимедийных файлов. Высокая скорость последовательного чтения конечно сослужит тут хорошую службу, но все же без регулярных бекапов хранить свои фотографии и видеозаписи, как и любые другие ценны данные, мы не рекомендуем.

SSD SanDisk Ultra II построены на памяти TLC NAND (собственные микросхемы SanDisk) с использованием кеша SLC (8 ГБ SLC на 240ГБ TLC). Кеширование реализовано по фирменному алгоритму nCache 2.0. Более быстрая память ускоряет запись данных (операции записи перехватываются и пишутся сперва в кеш-память) и ее объема достаточно, чтобы сильно увеличить скорость записи для большинства задач.

За взаимодействие всего этого алгоритма с ПК отвечает контроллер Marvell. Ultra II будет хорош для повседневной работы и игр, он обеспечит быструю загрузку операционной системы, программ и игр, подгрузку данных, работу нескольких программ одновременно. Однако если вы хотите работать в основном с мультимедийными файлами, например, монтировать видео для Youtube, лучше взять накопитель с более высокими скоростями последовательных операций.

Результаты тестирования SSD SanDisk Ultra II.

Время наработки на отказ SSD SanDisk Ultra II составляет 1750000 ч. Гарантия от производителя — 36 мес.

SSD Western Digital Blue PC

На сегодня WD выпускает две линейки SSD, Green и Blue, в первую входят твердотельные накопители начального уровня, во второй — наиболее мощные SSD компании с интерфейсом SATA III.

Начинка WD Blue PC SSD аналогична SanDisk Ultra II: те же чипы TLC-памяти Sandisk, изготовленные по 15-нм техпроцессу, тот же самый контроллер Marvell.

Кеширование осуществляется аналогично — часть памяти работает в режиме SLC и перехватывает задачи записи согласно алгоритму nCache 2.0. И все же, несмотря на такое сходство, благодаря другой микропрограмме WD Blue обладает большим ресурсом наработки на отказ и несколько превосходит SanDisk Ultra II в скоростных показателях: последовательное чтение и последовательная запись блоков данных по 4К у SSD WD выше чем у Sandisk.

Результаты тестирования SSD Western Digital Blue

Время наработки на отказ SSD SanDisk Ultra II составляет 1750000 ч. Гарантия от производителя — 36 мес. WD Blue PC SSD — великолепный по всем параметрам твердотельный накопитель, который подойдет для самого разного круга задач.

SSD Samsung 850 EVO

Лидер нашего обзора. Компания Samsung является единственным производителем, которая производит SSD-накопители полагаясь исключительно на собственные силы.

Новая линейка EVO базируется на принципиально новой трёхмерной флеш-памяти, которая объединяет передовую 3D V-NAND-структуру с более простой архитектурой TLC NAND. Разработчикам удалось соединить две технологии и обойти классические недостатки TLC NAND. Как результат — массовый продукт с лучшим соотношением цены, качества, скорости и надежности.

Для линейки 850 EVO был выпущен обновленный контроллер MGX с двумя ядрами ARM Cortex-R4. Его производство базируется на более современном техпроцессе, что позволило поднять частоту. В Samsung 850 EVO есть все атрибуты добротного SSD: поддержка энергосберегающего состояния DevSleep, аппаратный движок шифрования с возможностью управлять им из среды операционной системы.

850 EVO использует технологию TurboWrite – это слой эмулируемой SLC-памяти, который выступает в качестве буфера для записи данных.

Результаты тестирования SSD Samsung 850 EVO

Время наработки на отказ SSD SanDisk Ultra II составляет 1500000 ч. Гарантия от производителя — 60 мес. Samsung 850 EVO стоит рассматривать как достаточно долговечный продукт и быстродействующий накопитель, который можно противопоставлять флагманским SSD.

SSD на базе QLC — убийца жёстких дисков? На самом деле нет

SSD-накопители уже давно вышли из разряда дорогой и ненадежной экзотики и стали привычным компонентом компьютеров всех уровней, от бюджетных офисных «печатных машинок» до мощных серверов.

В этой статье мы хотим рассказать о новом этапе эволюции SSD — очередном повышении уровня записи данных в NAND: о четырехуровневых ячейках, хранящих по 4 бита, или QLC (Quad-Level Cell). Накопители, сделанные по этой технологии имеют большую плотность записи, это упрощает увеличение их объема, а стоимость оказывается меньше, чем у SSD с «традиционными» ячейками MLC и TLC.

Как и следовало ожидать, в процессе разработки потребовалось решить множество задач, связанных с переходом на новую технологию. Компании-гиганты успешно с ними справляются, а небольшие китайские фирмы ещё отстают, их накопители менее технологичны, но дешевле.

Как это происходило, появился ли новый «убийца HDD» и надо ли бежать в магазины, меняя все HDD и SSD прошлых поколений на новые — расскажем ниже.


В процессе эволюции накопителей менялся способ хранения информации, техпроцесс становился всё более тонким, увеличивалась плотность записи как в единичную ячейку, так и на чип. В контроллерах совершенствовались алгоритмы, скорость записи приближалась к скорости чтения, а затем они стали быстро расти. Сегодня равномерность распределения обращений к ячейкам памяти NAND достигла некоего оптимума, надежность хранения информации многократно выросла и почти сравнялась с этим показателем у традиционных HDD. В процессе стремительного развития технологий, SSD стали выпускаться в самых разных форм-факторах.

Сейчас на рынке представлен огромный выбор накопителей от самых разных компаний, как первого эшелона А-брендов, так и от китайских фирм, которые постарались, чтобы SSD хватило на всех

Что нам предлагает технология QLC?

Количество битов, записанных в одной ячейке NAND, определяется тем, сколько уровней заряда находится в транзисторе с плавающим затвором. Чем их больше, тем больше битов может хранить один транзистор. В этом и заключается главное отличие технологии QLC от «предыдущей» TLC — количество битов в одной ячейке выросло с трёх до четырёх.

С увеличением количества уровней заряда очень сильно меняются характеристики накопителя: падает скорость доступа, уменьшается надежность хранения информации, но при этом возрастает ёмкость, а соотношение цена/объем становится привлекательнее для покупателей. Соответственно, чипы, построенные по технологии QLC, дешевле, чем предыдущее поколение TLC, в которых хранится по три бита в одной ячейке. В то же время QLC менее надежны, потому что вероятность выхода ячейки из строя существенно увеличивается с каждым новым уровнем.

В дополнение к сложностям одной отдельно взятой ячейки, возникают другие. Вследствие того, что чипы памяти делаются по технологии 3D NAND, они представляют собой трехмерные массивы ячеек, плотно упакованных один над другим, и ячейки в соседних «этажах» взаимно влияют друг на друга, портя жизнь своим соседям. К тому же современные чипы содержат больше слоев, чем изделия предыдущих поколений. Например, одна из технологий повышения плотности памяти подразумевает увеличение количества слоёв в кристалле с 48 до 64. В рамках другой технологии производится «спайка» двух 48-слойных кристаллов, доводя общее количество до 96, что налагает очень высокие требования к совмещению границ в этом «бутерброде», становится больше точек отказа и растёт доля брака. Несмотря на сложность процесса, такая технология получается выгоднее, чем пытаться наращивать слои в одном кристалле, потому что отбраковка при увеличении числа слоев растет нелинейно, и невысокий выход пригодных чипов обошелся бы слишком дорого. Справедливости ради надо заметить, что только компании высшего эшелона могут позволить себе такие разработки. Некоторые китайские фирмы, производящие чипы, так и не перешли на 64-слойные кристаллы, а технологией «склеивания» двух 48-слойных кристаллов пока обладают только такие гиганты электроники, как Intel и Micron.

3D NAND

Еще одна новинка, используемая в накопителях нового поколения А-брендов — перенос управляющей и питающей обвязки под массив ячеек. Благодаря этому уменьшилась площадь кристаллов и стало возможно размещать по четыре банка памяти там, где раньше помещалось только два. А это, в свою очередь, позволило распараллелить запросы и увеличить скорость работы с памятью. Кроме того, меньшая площадь кристаллов позволила увеличить емкость накопителей.

Возросшая плотность ячеек помогает бороться и с более быстрой деградацией памяти. С этой задачей разобрались «в лоб», с помощью еще большей избыточности массива ячеек.

Прототипы QLC-чипов показали прошлым летом, а первые обещания о выпуске SSD по новой технологии прозвучали в начале этого года. Летом практически все фирмы производящие накопители, сообщили о том, что они уже готовы к массовому выпуску, озвучили названия новых моделей, их цены и характеристики. Сейчас уже можно приобрести SSD с QLC-чипами. Большинство моделей выпускается в форм-факторе M.2 и 2.5″, с емкостями 512 гигабайт, 1 и 2 терабайта.

Позиционирование QLC-накопителей

Для начала стоит честно признать, что накопители, созданные по новой технологии QLC, категорически не годятся для серьёзных/критических задач. И причиной тому целый ряд технических трудностей, которые приходится решать инженерам как крупных корпораций-изобретателей, так и китайских «последователей».

К примеру, на сайте Intel новые SSD предлагаются только в сегменте для домашних компьютеров среднего уровня. Особенно оправдано их применение в малопроизводительных нетбуках, в чьи задачи не входят игры или работа с базами данных, а стоимость, наоборот, очень важна. Подобные «печатные машинки» становятся всё более востребованы. Для работы в сегменте «энтерпрайз» предлагаются исключительно накопители с чипами MLC и TLC.

Если сравнивать характеристики брендовых SSD (дешёвые китайские рассматривать нет смысла, недорогие контроллеры убивают все характеристики), то средняя цена QLC-накопителей примерно на 20-30 % ниже MLC, при одинаковом форм-факторе и объёме.

Скорость доступа. Для модели с чипами QLC она составляет: на чтение до 1500 Мб/сек, на запись до 1000 Мб/сек. Для модели на чипах TLC — 3210 Мб/сек и 1625 Мб/сек соответственно. Скорость записи у QLC-накопителя в полтора раза ниже, а чтения — в два. Разница существенная, но для серфинга в инете и редактирования текстов — более чем достаточная.

TBW (Total Bytes Written). Критичный параметр, характеризующий ресурс SSD. Он говорит о том, какое максимальной количество терабайтов можно записать на накопитель. Чем TBW выше, тем более живучий диск и тем дольше он сможет проработать без сбоев. У всех моделей серии 760p ресурс составляет 288 TBW, а у 660p — всего 100 TBW. Практически трехкратная разница.

DWPD (Drive Writes Per Day). Этот показатель надёжности говорит о том, сколько раз в день можно перезаписать весь накопитель целиком, и рассчитывается по формуле:

DWPD = TBW / 0,512 * 365 * 5

где 0,512 — объем накопителя в терабайтах;

365 — количество дней в году;

5 — количество лет гарантии.

DWPD более объективен, потому что при расчете учитывается время, в течение которого производитель обязуется бесплатно решать проблемы с накопителем. Для QLC-модели DWPD равен 0,1, а для TLC-моделей — 0,32. Другими словами, в данном примере каждый день QLC может полностью перезаписывать 50 Гб — это его штатный режим работы. Учитывая, что при той же цене ёмкость QLC-накопителей выше MLC, то средний пользователь «печатной машинки с интернетом» вряд ли успеет выработать этот ресурс.

Эти два устройства — яркий пример того, как инженерам приходится решать множество технических сложностей, которые в QLC проявились ярче, чем в TLC. В частности, у QLC ниже скорость доступа на запись и чтение, ниже ресурс, выше коэффициент WAF (подробнее о нём — ниже). Давайте рассмотрим подробнее основные трудности и методы их решения.

Скорость доступа

Начнём с одной из наиболее заметных для пользователя особенностей QLC SSD — снижения скорости записи при заполнении кэша накопителя. Поскольку скорость доступа у QLC и так сравнительно невысокая, то производители стараются увеличить её с помощью кэширования. В SSD для этого используется собственный массив ячеек диска, которые переводятся в однобитный режим работы — SLC.

Существует несколько алгоритмов кэширования. Зачастую под кэш выделяется небольшая часть ёмкости самого накопителя — в среднем, от 2 до 16 Гб, в некоторых моделях может быть до нескольких десятков гигабайтов. Недостаток метода в том, что если при работе компьютера идет интенсивный обмен данными, то небольшой объем кэша может быстро заполнится и скорость чтения/записи резко упадет.

Более технологичные компании используют продвинутые контроллеры, которые умеют динамически переводить часть ячеек в быстрый режим SLC, в этом случае объем кэша зависит от общего объема накопителя и может достигать 10 %. В современных SSD используются оба метода: сравнительно небольшое количество статического кэша дополняется динамически выделяемым объемом, который получается в разы больше. Чем больше свободного места, тем больше размер кэша и тем сложнее исчерпать его объем. Логично, что более объемный накопитель имеет кэш большего размера, а значит в нем динамический кэш будет работать эффективнее.

Наглядная зависимость размера SLC-кэша от объема накопителя и свободного места на нем.

Ошибки чтения

Усложнение архитектуры QLC по сравнению с TLC привело и к росту количества ошибок чтения данных. Для их исправления потребовалось внедрить принудительное использование алгоритмов ECC (Error correction code, коды коррекции ошибок). С их помощью контроллер самостоятельно исправляет почти все ошибки чтения данных. И разработка эффективных алгоритмов коррекции — одна из сложнейших задач при создании QLC-накопителей, поскольку требуется не только обеспечить высокую эффективность коррекции (выражается в количестве исправленных битов на 1 Кб данных), но и как можно меньше обращаться к ячейкам памяти, чтобы экономить их ресурс. Для этого производители внедряют более производительные контроллеры, но главное — задействуют мощные научно-статистические аппараты для создания и совершенствования алгоритмов.

Ресурс

Особенности архитектуры QLC не только снижают надёжность, но и приводит к явлению «усиления записи» (Write amplification, WA). Хотя корректнее было бы говорить «умножение записи», однако вариант «усиление» пока что больше распространён в Рунете.

В чём суть WA? В SSD физически с ячейками выполняется гораздо больше операций чтения/записи, чем требуется для того объёма данных, непосредственно принятого от операционной системы. В отличие от традиционных HDD, у которых очень небольшой «квант» перезаписываемых данных, данные на SSD хранятся довольно большими «страницами», обычно по 4 КБ каждая. Также есть понятие «блок» — минимальное количество страниц, которые могут быть перезаписаны. Обычно блок содержит от 128 до 512 страниц.

Например, цикл перезаписи в SSD состоит из нескольких операций:

  1. переместить страницы из стираемого блока в место временного хранения,
  2. очистить место занимаемое блоком,
  3. переписать временный блок, добавив новые страницы,
  4. записать обновленный блок на старое место,
  5. очистить место, используемое для временного хранения.

Как видите, при этой операции происходит многократное чтение и стирание сравнительно больших объемов данных в нескольких разных областях накопителя, даже если операционная система хочет изменить всего несколько байтов. Это серьезно повышает износ ячеек. Кроме того, «лишние» операции чтения/записи заметно снижают пропускную способность флеш-памяти.

Степень «усиления записи» выражается коэффициентом WAF (Write amplification factor): отношение фактически перезаписываемого объёма данных к объёму, который требуется перезаписать. В идеале, когда не используется компрессия, WAF равен 1. Реальные же значения очень сильно зависят от разных факторов, например, от размера перезаписываемых блоков и алгоритмов используемых в контроллерах.

А поскольку ячейки QLC гораздо чувствительнее к количеству циклов перезаписи, то размер WAF стал намного важнее, чем для TLC и MLC.

Какие ещё факторы негативно влияют на WAF в QLC-накопителях?

С ростом WAF в QLC борются различными методами.

Например, с помощью over-provisioning (OP) — выделяя для служебных нужд часть объёма, который не доступен пользователю.

OP = (физическая ёмкость — доступная пользователю ёмкость) / доступная пользователю ёмкость

Чем больше выделяемая область, тем больше свободы у контроллера и быстрее работа его алгоритмов. Например, раньше под OP выделяли разницу между «реальным» и «маркетинговым» гигабайтом, то есть между 109 = 1 000 000 000 байтов и 230 = 1 073 741 824 байтов и, что равняется 7,37 % от общего объёма накопителя. Есть и ряд других ухищрений для выделения служебного пространства. Например современные контроллеры позволяют динамически задействовать под OP весь текущий свободный объём накопителя.

Примерная зависимость WAF от размера OP:

Позволяет снизить WAF и алгоритм разделения статических и динамических данных (Separating static and dynamic data). Контроллер вычисляет, какие данные перезаписываются часто, а какие преимущественно читаются, или вообще не изменяются, и соответствующим образом группирует блоки данных на диске.

К прочим инструментам уменьшения WAF в QLC-накопителях относятся методики последовательной записи (очень примерно это можно сравнить с привычной нам дефрагментацией HDD). Алгоритм определяет блоки, которые могут принадлежать одному большому файлу и не требуют обработки сборщиком мусора. Если операционная система даст команду на удаление или изменение этого файла, то его блоки будут стираться или перезаписываться целиком, не включаясь в цикл WA, что повышает скорость и меньше изнашивает ячейки памяти. Наконец, свой вклад в борьбу с WA вносит компрессия данных перед записью и дедупликация.

Как вы уже поняли, надёжность и ресурс QLC-накопителей зависит далеко не только от используемых чипов памяти, но и от производительности контроллера, а главное — от продвинутости всевозможных алгоритмов, заложенных в контроллер. Многие компании, даже крупные, покупают контроллеры у других фирм, специализирующихся на их выпуске. Небольшие китайские фирмы пользуются недорогими и простыми контроллерами прошлых поколений, руководствуясь не качеством и новизной алгоритмов, а ценой. Крупные компании не экономят на железе для своих SSD и выбирают контроллеры, обеспечивающие накопителю долгую жизнь и бо̒льшую скорость работы. Лидеры среди производителей контроллеров для SSD постоянно меняются. А ведь кроме сложных контроллеров огромную роль играют и алгоритмы прошивок, которые крупные производители разрабатывают самостоятельно, не доверяя это важное дело сторонним компаниям.

Выводы

Главное преимущество QLC перед накопителями на TLC- и MLC-чипах заключается в том, что в тот же физический объём удалось поместить ещё больше памяти. Так что QLC не вытеснят с рынка предыдущие технологии, и уж тем более не станут конкурентами для HDD.

Разница между QLC и TLC по скорости будет заметна при запуске тяжелых программ и при интенсивном обмене данными. Но обычный пользователь этого может не заметить, потому что в компьютерах того уровня, для которых рекомендуются QLC-накопители, программа дольше ожидает действий пользователя, чем работает с данными.

Можно смело сказать, что ниша недорогих накопителей для компьютеров небольшой производительности, когда не имеет смысла переплачивать за повышенную надежность или максимальные скорости записи и чтения, успешно занята. В таких компьютерах QLC SSD может быть единственным накопителем, на котором будут установлены система и необходимые программы, а также храниться данные пользователя. А в энтерпрайзе — революции не произошло, здесь по прежнему пока будут отдавать предпочтение более надёжным TLC и медленным, но неприхотливым HDD.

Однако технологии не стоят на месте, уже в этом году производители обещают начать переход на техпроцесс в 7 нм, а в перспективе, в 2021 году и позже — грядут техпроцессы 5 и 3 нм. Совершенствуются алгоритмы контроллеров, некоторые фирмы обещают «умные» SSD-накопители, которые будут в несколько раз быстрее, при некоторых специфичных сценариях использования, планируется развитие технологий 3D NAND.

Так что, подождем пару лет и посмотрим, что ещё смогут нам предложить производители.

Для получения дополнительной информации о продукции Kingston обращайтесь на официальный сайт компании.

Какой тип памяти лучше mlc tlc. SSD-диски MLS, TLS и SLC — какому из них отдать предпочтение. Подробнее о технологии NAND-памяти

Производительность и срок службы SSD в первую очередь зависят от флэш-памяти NAND и контроллера с прошивкой. Они являются основными составляющими цены накопителя, и при покупке логично обращать внимание именно на эти компоненты. Сегодня мы поговорим о NAND.

Тонкости технологического процесса производства флэш-памяти вы при желании найдете на сайтах, специализирующихся на обзорах SSD. Моя же статья ориентирована на более широкий круг читателей и преследует две цели:

  1. Приоткрыть завесу над невнятными спецификациями, опубликованными на сайтах производителей SSD и магазинов.
  2. Снять вопросы, которые могут у вас возникнуть при изучении технических характеристик памяти разных накопителей и чтения обзоров, написанных для «железных» гиков.

Для начала я проиллюстрирую проблему картинками.

Что указывают в характеристиках SSD

Технические характеристики NAND, публикуемые на официальных сайтах производителей и в сетевых магазинах, далеко не всегда содержат подробную информацию. Более того, терминология сильно варьируется, и я подобрал для вас данные о пяти различных накопителях.

Вам что-нибудь говорит эта картинка?

Ок, допустим, Яндекс.Маркет — не самый надежный источник информации. Обратимся к сайтам производителей — так легче стало?

Может быть, так будет понятнее?

А если так?

Или все-таки лучше так?

Между тем, во всех этих накопителях установлена одинаковая память! В это трудно поверить, особенно глядя на две последних картинки, не правда ли? Дочитав запись до конца, вы не только в этом убедитесь, но и будете читать подобные характеристики как открытую книгу.

Производители памяти NAND

Производителей флэш-памяти намного меньше, чем компаний, продающих SSD под своими брендами. В большинстве накопителей сейчас установлена память от:

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

Intel и Micron не случайно делят одно место в списке. Они производят NAND по одинаковым технологиям в рамках совместного предприятия IMFT .

На ведущем заводе в американском штате Юта одна и та же память выпускается под марками этих двух компаний почти в равных пропорциях. С конвейера завода в Сингапуре, который сейчас контролирует Micron, память может сходить также и под маркой ее дочерней компании SpecTek.

Все производители SSD покупают NAND у вышеперечисленных компаний, поэтому в разных накопителях может стоять фактически одинаковая память, даже если ее марка отличается.

Казалось бы, при таком раскладе с памятью все должно быть просто. Однако существует несколько типов NAND, которые в свою очередь подразделяются по разным параметрам, внося путаницу.

Типы памяти NAND: SLC, MLC и TLC

Это три разных типа NAND, главным технологическим отличием между которыми является количество битов, хранящихся в ячейке памяти.

SLC является самой старой из трех технологий, и вы вряд ли найдете современный SSD с такой NAND. На борту большинства накопителей сейчас MLC, а TLC — это новое слово на рынке памяти для твердотельных накопителей.

Вообще, TLC давно используется в USB-флэшках, где выносливость памяти не имеет практического значения. Новые технологические процессы позволяют снизить стоимость гигабайта TLC NAND для SSD, обеспечивая приемлемое быстродействие и срок службы, в чем логично заинтересованы все производители.

Занятно, что пока широкая публика обеспокоена ограниченным количеством циклов перезаписи SSD, по мере развития технологий NAND этот параметр только снижается!

Как определить конкретный тип памяти в SSD

Вне зависимости от того, приобрели вы твердотельный накопитель или только планируете покупку, после прочтения этой записи у вас может возникнуть вопрос, вынесенный в подзаголовок.

Ни одна программа тип памяти не показывает. Эту информацию можно найти в обзорах накопителей, но есть и более короткий путь, особенно когда нужно сравнить между собой несколько кандидатов на покупку.

На специализированных сайтах можно найти базы данных по SSD, и вот вам пример .

Я без проблем нашел там характеристики памяти своих накопителей, за исключением SanDisk P4 (mSATA), установленного в планшете.

В каких SSD установлена самая лучшая память

Давайте сначала пройдемся по основным пунктам статьи:

  • производителей NAND можно пересчитать по пальцам одной руки
  • в современных твердотельных накопителях используется два типа NAND: MLC и TLC, только набирающая обороты
  • MLC NAND различается интерфейсами: ONFi (Intel, Micron) и Toggle Mode (Samsung, Toshiba)
  • ONFi MLC NAND делится на асинхронную (дешевле и медленнее) и синхронную (дороже и быстрее)
  • производители SSD используют память разных интерфейсов и типов, создавая разнообразный модельный ряд на любой кошелек
  • официальные спецификации редко содержат конкретную информацию, но базы данных SSD позволяют точно определить тип NAND

Конечно, в таком зоопарке не может быть однозначного ответа на вопрос, вынесенный в подзаголовок. Вне зависимости от бренда накопителя, NAND соответствует заявленным спецификациям, иначе ОЕМ-производителям нет смысла ее покупать (они дают на SSD свою гарантию).

Однако… представьте, что лето вас порадовало небывалым урожаем земляники на даче!

Она вся сочная и сладкая, но вам просто не съесть столько, поэтому вы решили продать часть собранных ягод.

Самую лучшую землянику вы оставите себе или выставите на продажу? 🙂

Можно предположить, что производители NAND устанавливают самую лучшую память в свои накопители. Учитывая ограниченное количество компаний, выпускающих NAND, список производителей SSD получается еще короче:

  • Crucial (подразделение Micron)
  • Intel
  • Samsung

Опять же, это лишь предположение, не подкрепленное достоверными фактами. Но разве вы поступили бы иначе на месте этих компаний?

Времена, когда SSD

-диски считались элитными и малодоступными, на наших глазах становятся достоянием истории. Приобрести твердотельный накопитель сегодня может позволить себе любой пользователь, хотя нельзя не отметить, что, как и традиционные HDD

, диски SSD

отличаются друг от друга по скорости, долговечности, вместимости и другим характеристикам, обуславливающих их конечную цену. При выборе накопителя на всё это приходится обращать внимание, а следовательно и на типы памяти, среди которых распространение получили MLS

и TLS

.

Только вот что обозначают эти аббревиатуры, какой тип диска лучше — MLS
, TLS
либо SLC
и как не потеряться в этих всех обозначениях?

Давайте разбираться.

Ниже мы рассмотрим чем отличаются между собою основные типы памяти, а пока, чтобы вам было легче разобраться что к чему, позвольте сказать пару слов об устройстве твердотельного накопителя. Диск SSD

состоит из трех главных компонентов: контроллера, буферной и флеш-памяти. Контроллер представляет собой небольшое устройство вроде микропроцессора с управляющей обменом данными между диском и другими компонентами компьютера программой. Буферная память или иначе DDR

— это небольшой участок энергозависимой памяти, используемой для кэширования операций чтения/записи. Наконец, флеш-память или NAND

является теми самыми ячейками, в которых хранится записанная информация.

Об этой последней и как раз пойдёт сегодня речь.

Встречается три типа энергонезависимой NAND

-памяти — это уже упомянутые MLS

, TLS

и SLC

. Мы не ставим задачу раскрыть все технические особенности устройства микросхем памяти, главное для нас как можно более доступным языком объяснить, чем один тип памяти лучше другого. Отметим лишь, что ключевым технологическим отличием между MLS
, TLS
и SLC
является количество битов информации, которое способна сохранить одна ячейка памяти.

SLC

Самая старая технология флеш-памяти, расшифровываемая как Single-Level Cell
, то есть одноуровневая ячейка. Одна ячейка NAND

-памяти SLC
имеет два пороговых значения и может хранить только один бит информации. Диски с этим типом памяти имеют высокую скорость чтения/записи, отличаясь при этом завидной долговечностью, с другой стороны они маловместительны и к тому же дороги. По причине небольших объемов и дороговизны широкого применения в настольных компьютерах SLC
-диски не нашли, если они и используются, то в основном на серверах в датацентрах.

MLS

SSD
-диски с этим типом памяти наиболее распространены. Аббревиатура MLS
расшифровывается как Multi-Level Cell
или многоуровневая ячейка. В отличие от предшественника, ячейка MLS
-накопителей имеет не два, а четыре пороговых значения и может хранить два бита данных. Плотность записи MLS
-дисков выше, но это имеет свою цену. Использование для кодирования информации разных пороговых уровней напряжения ячейки памяти быстрее изнашиваются. Если количество циклов перезаписи у SLC
-дисков составляет порядка 100000, то у дисков MLS
оно 10000. Скорость чтения/записи в них тоже ниже, но зато диски MLS
значительно дешевле, благодаря чему они и получили широкое распространение.

TLS

Еще большей плотностью записи чем MLS
обладают диски с flash
-памятью TLS
или Triple-Level Cell
(трехуровневая ячейка)

. Типичным примером использования NAND

-памяти TLS
являются обычные флешки. В одной ячейке накопителя может храниться три байта, но одновременно с увеличением вместимости снижается его производительность и выносливость. Так, количество циклов перезаписи среднего TLS
-диска составляет 1000-3000. Означает ли это, что диски с этим типом памяти ненадежны?
Не обязательно, да и вообще слухи о ненадёжности SSD
TLS
-дисков слишком преувеличены. Достаточно посмотреть на значение параметра TBW
, обычно указываемого в технических характеристиках диска, чтобы убедиться, что запаса его выносливости гарантировано хватит на несколько лет.

Примечание:
параметр TBW указывает гарантированный объем данных, который может быть записан на диск. Измеряется он обычно в терабайтах и может составлять более 100 Тб.

Так какой тип памяти выбрать для своего ПК, MLS

, TLS

или SLC

? Однозначного ответа на этот вопрос дать нельзя, поскольку всё будет зависеть от поставленных перед накопителем задач, а также соотношения цены и качества.

Если предполагается частая запись на диск, пожалуй, лучше обзавестись MLS


, если же вы собираетесь использовать накопитель в качестве хранилища, то для этих целей вполне сгодится и TLS

. Стоит ли заморачиваться с поиском SLC?
Может быть и стоит, если у вас есть лишние деньги и вы хотите иметь сверхбыструю систему, а так, конечно, нужно смотреть на спецификации. Моделей SSD
-дисков очень много, все они отличаются друг от друга по характеристикам и при тщательном сравнении очень даже может статься, что выбор диска с памятью TLS

окажется более оправданным и рациональным, чем покупка диска с более надежной и быстрой в идеальных условиях памятью MLS
.

3.12.2017.

15.11.2017.
В ресурсные испытания добавлена новая (уже третья по счёту) версия , укомплектованная самой прогрессивной 64-слойной TLC 3D V-NAND. Такие накопители стали появляться на прилавках магазинов вместо старых вариантов с 48-слойной памятью, поэтому ещё одна проверка этой модели будет явно не лишней. Информация о состоянии остальных тестируемых накопителей обновлена.

2.11.2017
. Закончилось тестирование , который в конечном итоге поставил рекорд по выносливости среди SSD на базе планарной флеш-памяти с трёхбитовыми ячейками. Сведения о состоянии остальных участников тестов приведены к актуальному состоянию.

16.10.2017
. Очередное плановое обновление материала, в рамках которого вся статистика по участвующим в тестировании моделям SSD приведена к актуальному состоянию. Также, множество испытываемых накопителей пополнено за счёт весьма любопытной новинки — . Данный SSD вызывает огромный интерес потому, что в нём используется новая 64-слойная 3D TLC NAND, с недавних пор производимая самой компанией Intel. Это — первый накопитель на прогрессивной 3D-памяти с 64 слоями, попавший в наше тестирование.

7.10.2017
. В тестирование добавлена ещё одна модель накопителя, которая давно интересовала наших читателей. Это — старичок , базирующийся на контроллере SF-2281 и MLC-памяти. По какой-то неведомой причине такой SSD до сих пор продаётся в магазинах, несмотря на то, что контроллеру SandForce исполнилось уже, страшно подумать, семь лет. Вместе с тем другой накопитель, на базе контроллера Phison PS3111-S11, завершил своё участие в тестах. Для всех остальных участников испытаний, которые продолжают работать, данные обновлены.

18.09.2017
. По многочисленным просьбам читателей в тестирование добавлен новый участник — . Он примечателен тем, что в нём используется eMLC-память с декларируемым ресурсом в 10 тысяч циклов перезаписи. Завершились испытания для двух других моделей, и , выносливость которых оказалась невелика. Быстрая кончина Plextor S3C совсем не удивила — в этой модели используется низкосортная TLC-память, а вот плохой результат Transcend SSD230 с 3D TLC NAND компании Micron заставляет задуматься. То ли какие-то ошибки есть в контроллере SMI SM2258, то ли компания Micron намеренно поставляет на открытый рынок дефектные чипы флеш-памяти. В любом случае до появления дополнительной информации мы рекомендуем воздержаться от покупки накопителей, основанных на сочетании SMI SM2258 и Micron 3D TLC NAND: ADATA Ultimate SU800, HP S700 Pro, Smartbuy Climb, Transcend SSD230 и т.п.

3.09.2017
. Ресурсным испытаниям SSD исполнился год. Это достаточно большой срок, но статистика посещений этой страницы говорит о том, что интерес к теме выносливости разных моделей твердотельных накопителей пока остаётся. И это значит, что тестирование продолжится, а материал будет обновляться и впредь дважды в месяц. Данные о пробеге испытуемых приведены к актуальному состоянию.

17.08.2017
. Завершили своё участие в тестировании сразу две качественные и интересные модели — и . Обе они показали очень хороший результат, подробный анализ которого добавлен в материал. Кроме того, в испытания вошли два SSD из разряда свежих новинок — и . Информация о прохождении тестов всеми остальными накопителями приведена к актуальному состоянию.

3.08.2017

16.07.2017

. Очередное обновление материала. Из тестов выбыл , однако это не помешало ему установить рекорд выносливости. В число участников испытаний добавлено две новых модели на базе набирающей популярность 3D TLC NAND: и . Попутно приведены к актуальному состоянию все сведения о накопителях, продолжающих работу в составе тестовых систем.

6.07.2017

. Сведения о прохождении тестирования приведены к актуальному состоянию. Пара SATA SSD — и — достигла своего предела по объёму записи и завершила участие в тестировании. Подробные сведения о том, как это произошло, добавлены в соответствующий раздел материала. В ближайшее время мы постараемся дополнить состав испытуемых накопителей.

20.06.2017

. Информация по текущему состоянию SSD обновлена. За прошедшее время из тестирования выбыл NVMe-накопитель , раздел по итогам его испытаний добавлен на третьей странице.

4.06.2017
.
Обновлены данные о состоянии тестируемых накопителей.

16.05.2017
. Отказов накопителей с момента прошлого обновления статьи не произошло, поэтому все изменения касаются текущей наработки тестируемых моделей. Однако помимо этого в испытания был добавлен новый участник — — эталонный накопитель на очень популярной платформе Phison S10 с MLC-памятью.

30.04.2017
. Обновлены данные о состоянии накопителей, которые уже проходят испытания на износ. В дополнение к ним мы добавили ещё несколько новых SSD, о включении которых просили читатели. Новых участников сразу пять: (на базе Micron MLC 3D NAND), (безбуферный, на базе Micron TLC 3D NAND), (NVMe, на базе Toshiba 15-нм MLC NAND), (на базе SanDisk 15-нм TLC NAND) и (безбуферный, на базе Toshiba 15-нм TLC NAND).

16.04.2017
. За прошедшие с момента прошлого обновления две недели из тестирования выбыло сразу четыре накопителя. И если и при этом показали очень достойную практическую надёжность для моделей, построенных на TLC-памяти, то два других отказавших SSD, и , уверенно прописались среди аутсайдеров. Подробный рассказ об этой четвёрке перенесён в финальную часть статьи. Информация по текущему состоянию остальных участников обновлена.

31.03.2017
. Испытания завершились для ещё одного накопителя. Умер от исчерпания ресурса , и сведения о нём были перенесены в раздел некрологов. Добавились же в тестирование два новых участника: популярный , проверить надёжность которого давно просили наши читатели, и многообещающий NVMe-накопитель , который наконец-то стал поставляться в Россию. Информация о наработке всех остальных живых участников теста была обновлена.

15.03.2017
. Обновлений много. Во-первых, ещё два накопителя завершили тестирование: и . Они установили сразу два рекорда — по максимальной и по минимальной выносливости. Во-вторых, в испытания включился новый оригинальный SSD — на базе TLC 3D NAND производства Micron. В-третьих, все сведения о тех накопителях, которые уже завершили свой жизненный цикл, мы перенесли на . И в-четвёртых, информация по всем тем SSD, которые продолжают работать под нагрузкой, была обновлена.

3.03.2017
. Обновлены данные о состоянии тестируемых накопителей.

15.02.2017
. Обновлены данные о состоянии тестируемых накопителей. По просьбам читателей в тестирование добавлено две новые модели SSD: и .

31.01.2017
. Выработал свой ресурс ещё один тестовый накопитель — . Раздел, посвящённый ему, перенесён в главу « ». Вместо него в тестирование добавлен новый продукт компании Toshiba — накопитель . Данные о состоянии остальных тестируемых накопителей обновлены.

15.01.2017
. Обновлены данные о состоянии тестируемых накопителей. Кроме того, в связи с возросшим интересом к нашему тесту, произошло масштабное обновление состава участников тестирования. В их число добавлено сразу шесть новых SSD: , и . Мы продолжаем прислушиваться к мнению читателей, и в ближайшее время набор проходящих испытания SSD будет дополнен ещё раз.

6.01.2017
.Два накопителя из участвующих в тестировании ( и ), выработали свой ресурс. Подробный разбор их жизненного цикла помещён в раздел « ». В заключительной части статьи добавлена обновляемая итоговая диаграмма с практическим ресурсом, который показали участники тестирования, прошедшие тест. Данные о состоянии остальных тестируемых накопителей обновлены. Кроме того, в ближайшее время ожидается пополнение набора проходящих испытания SSD.

1.12.2016
. Обновлены данные о состоянии тестируемых накопителей. Кроме того, в рамках проводимого исследования мы решили провести ещё один эксперимент, связанный с изучением выносливости SSD. Следующие две недели они проведут в выключенном состоянии. Таким образом мы проверим, способна ли изношенная флеш-память сохранять данные при полном покое, когда она находится в обесточенном состоянии и не мониторится контроллером.

15.11.2016
. Обновлены данные о состоянии тестируемых накопителей.

30.10.2016
. Обновлены данные о состоянии тестируемых накопителей.

15.10.2016
. Обновлены данные о состоянии тестируемых накопителей. В тестирование добавлен новый накопитель — на 32-слойной TLC 3D NAND производства Micron.

30.09.2016
. Обновлены данные о состоянии тестируемых накопителей.

15.09.2016
. Обновлены данные о текущем состоянии тестируемых накопителей.

1.09.2016
. Первая версия.

Crucial BX500 — новый потребительский накопитель, которым компания Micron намеревается завоевать самую нижнюю часть рынка SATA SSD. Из-за его дешевизны даже ходили слухи, будто в нём используется QLC 3D NAND, однако на поверку это оказалось не так. BX500 — это типичный безбуферный SSD на памяти с трёхбитовыми ячейками, основанный на контроллере SMI SM2258XT. Флеш-память, которая лежит в основе BX500, — это фирменная 64-слойная TLC 3D NAND авторства Micron второго поколения, использующаяся, например, в том числе и в накопителе более высокого класса, MX500. А это значит, что несмотря на дешевизну, новый Crucial BX500 может быть достаточно долговечен.

Тестирование выносливости Crucial BX500 240 Гбайт продолжается. Текущее состояние накопителя отображено скриншотом.

  • Объём перенесённой накопителем записи составляет 1266 Тбайт
    . Это на порядок выше заявленного ресурса в 80 Тбайт, но от BX500 можно ожидать куда лучшей выносливости. TLC 3D NAND с 64 слоями, производимая компанией Micron, обычно отличается высоким практическим ресурсом.
  • Согласно данным S.M.A.R.T., флеш-память накопителя не имеет никаких проблем. Нулевые значения сохраняют переменные 01 (Raw Read Error Rate) — число ошибок чтения, 05 (Reallocated NAND Blocks) — число переназначенных блоков, AB (Program Fail Count) — число ошибок записи и AC (Erase Fail Count) — число ошибок стирания данных.
  • Среднее число циклов программирования-стирания для ячеек TLC 3D NAND составляет на данный момент 5648. Контроллер накопителя оценивает это как полную выработку ресурса. Неудивительно: в микропрограмме BX500 заложено, что TLC 3D NAND память должна переносить лишь 1500 циклов перезаписи.

GOODRAM CX300 — представитель целого класса бюджетных накопителей, которые в последние месяцы наводнили прилавки магазинов. Отличительной особенностью таких SSD выступает безбуферный дизайн и использование платформы Phison S11. Вариант же GOODRAM дополнительно интересен ещё и тем, что он основывается на новой 32-слойной TLC 3D NAND компании Micron, что роднит его с такими накопителями как Corsair LE200, GALAX Gamer L, PNY CS3111b, Silicon Power S55 и проч. Безбуферные платформы обычно показывают не слишком впечатляющую выносливость, но как обстоит дело в данном конкретном случае?

Тестирование выносливости GOODRAM CX300 240 Гбайт продолжается. Текущее состояние накопителя отображено скриншотом.

Расшифровать приведённые данные можно следующим образом:

  • Объём перенесённой на данной момент записи — 2741 Тбайт
    . И это, по-видимому, близко к пределу возможностей этого SSD. Обычно SSD, построенные на трёхмерной TLC-памяти Micron первого поколения, переносят от 2 до 3 Пбайт записи, и здесь мы видим ещё одно подтверждение этому.
  • Как показывает практика, основной атрибут S.M.A.R.T., по которому следует наблюдать за состоянием массива флеш-памяти накопителей, основанных на контроллерах Phison, это — AA (Bad Block Count). К настоящему моменту в этой переменной зафиксировано 32 ошибки, появившиеся за время эксплуатации. Проблемы начали возникать после того, как на накопитель записалось 2,4 Пбайт данных, и судя по всему их число теперь будет постепенно расти.
  • Среднее число перезаписей ячеек флеш-памяти — 11 351 (оно закодировано в параметре AD). Это значение оценивается в S.M.A.R.T. как полный износ накопителя (см. параметр E7, в котором указан оставшийся ресурс в процентах). GOODRAM считает, что 32-слойная TLC 3D NAND, производимая Micron, была рассчитана на 1000 циклов перезаписи. Сама компания Micron говорит о ресурсе в 1500 циклов программирования-стирания. Но как видно из результатов теста, значение ресурса и у GOODRAM, и у Micron учтено с большим допуском. Например, при тестировании Crucial MX300 подобная память смогла перенести примерно 10 тысяч циклов перезаписи.

Kingston A1000 — это один из самых популярных SSD с интерфейсом NVMe. Именно поэтому мы и включили его в тест, хотя надо признать, что его реальная производительность совсем не так высока, как у прочих NVMe SSD, поскольку Kingston избрала для своего изделия урезанный контроллер Phison E8 с поддержкой лишь двух линий PCI Express. Секрет же востребованности предложения Kingston заключается в его дешевизне. Однако обычно такие продукты вызывают подозрения: если цена ниже, чем у конкурентов, не сэкономил ли производитель на чём-то весомом, например, на качестве памяти? Тем более, что в основе этого накопителя лежит трёхмерная BiCS3-память (TLC 3D) компании Toshiba, которая проявляет себя очень по-разному.

Тестирование Kingston A1000 240 Гбайт продолжается. Текущее состояние накопителя отображено скриншотом.

Расшифровать приведённые данные можно следующим образом:

  • 1567 Тбайт
    . Для накопителя при этом заявлен ресурс 150 Тбайт, но в среднем SSD с подобной 64-слойной TLC 3D NAND производства Toshiba могут перенести на практике порядка 750 Тбайт перезаписи. Впрочем, Kingston обычно закупает для своих продуктов память лучшего качества, поэтому в данном случае можно ожидатьметно более высокого пробега SSD.
  • Никаких признаков деградации массива флеш-памяти в переменных S.M.A.R.T. 0E (Media and Data Integrity Errors) и 03 (Available Spare) не содержится. Ячейки флеш-памяти находятся в полностью «здоровом» состоянии, что при таком пробеге неудивительно.
  • Ячейки флеш-памяти накопителя на данный момент перезаписаны в среднем 5953 раз. В S.M.A.R.T. считается, что ресурс флеш-памяти уже выработан, что неудивительно, поскольку по спецификации используемая TLC флеш-память рассчитана на 3 тысячи циклов программирования-стирания.

Российский бренд Smartbuy продолжает снабжать нас весьма интересными для испытаний продуктами. На этот раз для тестирования нами был взят бюджетный накопитель Smartbuy Leap, в котором используется 32-слойная MLC 3D NAND производства Micron, прекрасно показывающая себя в других накопителях. Однако особого внимания Leap удостоился потому, что это — ультрабюджетная модель, основанная на безбуферном контроллере Marvell 88NV1120. Кажется, этот SSD должно быть можно рекомендовать тем, кто ограничен в средствах, но при этом ставит надёжность хранения данных на одно из первых мест. Нужно лишь проверить, действительно ли Leap так вынослив, как кажется и как обещает его производитель.

Тестирование выносливости Smartbuy Leap 256 Гбайт продолжается. Текущее состояние накопителя отображено скриншотом.

Расшифровать приведённые данные можно следующим образом:

  • Объём перенесённой записи составляет 3131 Тбайт
    . Это уже больше объявленного производителем ресурса в 768 Тбайт перезаписи, но меньше того практического ресурса, который показывают другие SSD на базе такой же 32-слойной MLC 3D NAND компании Micron, например, ADATA Ultimate SU900.
  • Число переназначенных секторов — 0, то есть состояние массива флеш-памяти можно расценить как отличное.
  • Среднее число перезаписей ячеек флеш-памяти — 13 147. В S.M.A.R.T.-диагностике Smartbuy Leap этот пробег никак не трактуется, но Micron заявляет для своей MLC 3D NAND гарантированный ресурс в 3 тысячи циклов программирования-стирания. Впрочем, это тоже очень заниженная оценка: в других накопителях такая память выдерживает без каких-либо проблем десятки тысяч перезаписей.

⇡ Надёжность хранения данных на отключенных SSD

Попутно с тестированием ресурса перезаписи мы провели и проверку того, способны ли накопители, выработавшие заявленный производителем ресурс, уверенно хранить данные в выключенном состоянии. На этот счёт существует большое количество кривотолков, поэтому в один из моментов мы решили остановить циклическое тестирование выносливости на две недели, и посмотреть, смогут ли состаренные в нашем тесте потребительские SSD сохранить записанные на них данные в течение продолжительного времени при отключенном питании. Таким образом, в этом тесте поучаствовало шесть моделей накопителей, наработка которых в разы превышает заявленные производителями показатели выносливости.

  • Crucial MX300 275 Гбайт после записи 487 Тбайт информации;
  • KingDian S280 240 Гбайт после записи 578 Тбайт информации;
  • OCZ Trion 150 240 Гбайт после записи 640 Тбайт информации;
  • Plextor M7V 256 Гбайт после записи 1026 Тбайт информации;
  • Samsung 850 PRO 256 Гбайт после записи 1049 Тбайт информации;
  • Samsung 850 EVO 250 Гбайт второго поколения после записи 1969 Тбайт информации.

Две недели пребывания в обесточенном состоянии не оказали на сохранность записанной на SSD информации совершенно никакого влияния. Все шесть накопителей смогли прочитать как записанную непосредственно перед отключением информацию, так и те файлы, которые хранятся на них с самого начала нашего теста выносливости. При этом никаких сбоев или расхождений в контрольных суммах зафиксировано не было.

Однако сказать, что двухнедельное пребывание без подключения к питанию на накопителях совершенно не сказалось, мы всё-таки не можем. У двух моделей из шести длительный простой вызвал некоторые изменения в массиве флеш-памяти, что нашло отражение в S.M.A.R.T.-телеметрии.

Иными словами, процессы «старения» продолжаются у SSD и тогда, когда они обесточены. Однако никаких катастрофических изменений при этом не происходит. Проверка показала: сравнительно продолжительный простой SSD, давно выработавших весь заявленный ресурс, не приводит к тому, что они выходят из строя или же теряют сохранённые данные.

Но на самом деле, ничего иного никто и не ожидал. Тест же был проведён лишь потому, что некоторое время тому назад стало распространяться странное убеждение о том, что в выключенном состоянии твердотельные накопители очень быстро утрачивают способность надёжно хранить данные. Причём, в распространении этого заблуждения серьёзно посодействовали и многие околотехнические сайты, которые распространяли, а порой и упорно продолжают смаковать информацию о том, что SSD, не подключенные к питанию, могут терять записанные данные чуть ли не в течение нескольких дней.

В действительности же эта проблема раздута чуть ли не на пустом месте. Безусловно, процесс перетекания заряда из ячеек флеш-памяти, когда накопитель отключен от питания, имеет место, но происходит он значительно медленнее, и ни о какой возможности потери данных в течение дней речь идти не может.

В качестве подтверждения можно сослаться на спецификации JEDEC — комитета, в который входят все ведущие производители полупроводников и который вырабатывает единые стандарты для продуктов микроэлектронной отрасли. Эти стандарты с одной стороны обязательны для производителей, а с другой — являются ориентиром для клиентов, поскольку они описывают основные потребительские качества выпускаемых промышленностью устройств.

Собственно, источником возникшей паники по поводу сохранности информации на выключенных SSD стала «вырванная из контекста» таблица, взятая из одной из презентаций этого комитета, в которой указывались «сроки хранения» данных на выключенных накопителях в зависимости от температуры окружающей среды.

NAND-память, принцип действия которой заключается в удержании электронов в плавающем затворе, в состоянии покоя (без периодического обновления) действительно постепенно теряет сохранённый заряд. И рано или поздно это способно обернуться неправильной трактовкой содержимого ячейки и утратой данных. Представления о том, как и насколько быстро происходит процесс перетекания заряда, очень хорошо определены и подкреплены многочисленными экспериментами. Накопленные данные показывают, что один из главных факторов, который влияет на стабильность ячеек NAND, — степень их износа. Поэтому способность твердотельных накопителей сохранять информацию в выключенном состоянии сильно зависит от той стадии своего жизненного цикла, на которой они находятся. Числа, которые приведены в таблице выше, описывают ситуацию с выработавшими свой ресурс, а не с новыми, накопителями — и это меняет практически всё.

Иными словами, если речь идёт о новом SSD, то данные на нём в выключенном состоянии могут храниться годами (при обычном диапазоне температур). И лишь когда речь заходит о накопителе, который уже выработал установленный производителем ресурс, указанные в спецификации «сроки хранения» начинают приобретать какой-то смысл. То есть, 52 недели (год) — это тот минимальной период времени, в течение которого обычный потребительский накопитель обязан по спецификации сохранять данные в выключенном состоянии после того, как он уже выработал весь определённый в спецификациях ресурс. Но на самом деле информация, скорее всего, сможет продержаться на выключенном SSD гораздо дольше: как мы увидели, ресурс перезаписи производители указывают с кратным запасом. И со сроками хранения ситуация, скорее всего, примерно такая же.

Если же углубиться в спецификации JEDEC дальше, то можно найти и ещё одно подтверждение, что и после значительного превышения заявленного лимита перезаписей накопители не подвержены быстротечной утрате записанной на них информации. В то время как для потребительских SSD минимальный срок хранения установлен в год (при температуре 30 градусов), для серверных моделей, которые обычно основываются на ровно такой же флеш-памяти, этот временной интервал сужен до 3 месяцев (при температуре в 40 градусов).

Различие обуславливается тем, что для потребительских и серверных SSD предполагаются отличающиеся по своей интенсивности нагрузки. Декларируемая выносливость потребительских накопителей обычно составляет несколько десятков или сотен терабайт перезаписи. SSD же, относящиеся к серверному классу, имеют на порядок более высокую задекларированную надёжность, которая достигает единиц или даже десятков петабайт перезаписи. Из этого следует вывод, что даже после записи на обычный SSD количества данных, значительно превышающего его ресурс, он не потеряет способности сохранять её в выключенном состоянии по меньшей мере в течение нескольких месяцев — по аналогии с серверной моделью.

Именно поэтому наша двухнедельная проверка сохранности информации в выключенном состоянии и не выявила никаких проблем. После перезаписи сотен терабайт современные SSD просто обязаны сохранять данные гораздо дольше, чем пару недель. И совершенно очевидно, что спецификации JEDEC в этом отношении производителями соблюдаются.

На этом вопрос сохранности информации на выключенном SSD мы считаем закрытым. Понятно, что тестирование ресурса перезаписи — куда более важный с практической точки зрения и более осмысленный эксперимент, который может сказать о выносливости современных твердотельных накопителей гораздо больше. К тому же наша методология тестирования проверяет и правильность считывания сохранённых на SSD в самом начале эксперимента файлов.

Тем не менее, считаем своим долгом напомнить, что накопители на NAND-памяти всё-таки не предназначены для архивного хранения информации. Магнитные носители информации — жесткие диски и ленточные накопители — выглядят более подходящим выбором для этой цели. SSD же — быстрый носитель информации, нацеленный в первую очередь для работы с «горячими» данными.

Простой способ ускорить работу вашего компьютера — установка на него SSD накопителя. Про мы уже говорили в одной из предыдущих статей. Эти накопители бывают нескольких типов и я бы хотел сегодняшнюю статью посвятить именно этому. Первый — SATA твердотельный диск, обычно он бывает в форм-факторе 2,5″ и является универсальным решением с очень хорошей скоростью и достаточно приемлемой ценой.

Он подходит для любого компьютера, практически для любого ноутбука (бывают исключения, как например модели SONY, где используется диск форм-фактора 1,8″). Далее по списку у нас идет PCI, особенно обратите внимание на SSD PCI 3.0 — они обладают просто сумасшедшей скоростью и вы можете быть удивлены той производительностью, которую получаете с такими накопителями.

Но, у них, как и у всего хорошего, есть одни минус — достаточно высокая цена, которая зачастую в 2, а то и в 3 раза выше, чем у обычных SSD SATA 2,5 дисков. Еще существуют mSATA (на картинке ниже), что является сокращением от «mini SATA», они чаще всего используются в ноутбуках, однако, по скорости такие накопители ничем не отличаются от обычных SATA 2, то есть это тоже самое, но в более маленьком форм-факторе.

Посмотрите — насколько меньше mSATA SSD диск (зеленая печатная плата сверху) по сравнению с обычным 2,5″ жестким диском

Примечательно, что существуют SSD исключительно для Apple (они и тут остались обособленными «личностями»), и они стоят еще дороже, хотя по производительности ничем не отличаются от тех же самых PCI SSD. Скорость записи тут может составлять 700 Мб/с — что является шикарным показателем.

Если вы хотите купить SSD себе, то вам в любом случае придется выбирать между SATA и PCI версиями, и тут уже вопрос цены. Если вы проводите за своим компьютером очень много времени, то обязательно попробуйте PCI версию накопителя. Потому что он сам по себе идет в RAID-массиве (это когда 2 жестких диска соединяются в один, грубо говоря), в этом случае информация считывается сразу с двух устройств, что ускоряет работу системы ровно в 2 раза.

PCI SSD — устанавливается внутрь системного блока компьютера

То есть, к примеру, та же Windows устанавливается сразу на 2 флеш-накопителя (2 разных чипа) и считывается с них одновременно, что является поистине великолепным решением для увеличения производительности компьютера, однозначно рекомендую к покупке.

Если же вы просто хотите хоть как то ускорить свой старый компьютер, который, возможно, в скором времени планируете поменять на что-нибудь более производительное, или просто первый раз хотите попробовать твердотельный накопитель в работе — однозначно рекомендую взять всем привычный и проверенный временем SATA 2,5 SSD.

MLC или TLC — что лучше выбрать для своего компьютера? Все пользователи, которые когда-либо использовали твердотельный накопитель (память SSD), отзываются о нем положительно. Благодаря ему, любимые приложения загружаются быстрее, а общая эффективность системы повышается. Кроме того, эти накопители гораздо более износоустойчивые и прочные по сравнению с традиционными жесткими дисками. Но почему некоторые типы памяти дороже, чем другие? Для ответа на этот вопрос нужно понять внутреннее устройство накопителей такого типа.

Плату SSD можно условно разделить на 3 основных блока:

  1. 3D NAND-память (не путать с NOR Flash). Эта часть используется для хранения данных в энергонезависимых блоках, которые не требуют постоянного питания от электросети.
  2. DDR. Небольшое количество энергозависимой памяти, которой нужно питание для сохранения данных. Используется с целью кэширования информации для будущего доступа. Эта опция доступна не на всех накопителях.
  3. Контроллер. Выступает в качестве посредника, соединяя 3D NAND-память и компьютер. Контроллер также содержит встроенное программное обеспечение, которое помогает управлять SSD.

NAND-память, в отличие от NOR, построена из множества ячеек, содержащих биты, которые включаются или выключаются за счет электрического заряда. Организация этих отключаемых ячеек представляет данные, хранящиеся на SSD. Количество битов в этих ячейках также определяется разновидностью памяти. Например, в Single Level Cell (SLC) ячейка содержит 1 бит. Накопители NOR обычно используются в сетевых устройствах.

Причина, по которой флешка SLC располагает малым объемом памяти, заключается в ее небольшом физическом размере по сравнению с другими элементами Printed Circuit Board (PCB). Не стоит забывать, что PCB включает контроллер, память DDR и 3D NAND-память, которые нужно как-то разместить внутри системного блока персонального компьютера. Память MLC NAND удваивает количество бит на ячейку, а TLC — утраивает. Это положительно сказывается на объеме памяти. Накопители NOR предоставляют доступ к случайной информации, из-за чего их не используют, как жесткий диск.

Есть определенные причины, по которым производители продолжают выпускать флеш-память с 1 битом на ячейку. Накопители SLC считаются самыми быстрыми и надежными, но они относительно дорогие и обладают ограниченным объемом памяти. Вот почему такое устройство наиболее предпочтительно для компьютеров, которые подвергаются сильным нагрузкам.

Что такое SLC

В противостоянии SLC vs MLC или TLC 3D всегда побеждает первый тип памяти, но он и стоит значительно дороже. Он также располагает большим объемом памяти, но работает медленнее и больше склонен к поломкам. MLC и TLC — это типы памяти, которые рекомендуется применять для обычного повседневного использования компьютера. NOR обычно используется в мобильных телефонах и планшетах. Осознание своих собственных потребностей поможет пользователю выбрать наиболее подходящий из всех SSD-дисков.

Single Level Cell получила свое название благодаря единственному биту, который включается или выключается в зависимости от питания электроэнергией. Преимущество SLC в том, что она наиболее точная при чтении и записи данных, а ее цикл непрерывной работы может быть более продолжительным. Количество допустимых перезаписей составляет 90000-100000.

Эта разновидность памяти хорошо прижилась на рынке, благодаря высокой продолжительности жизни, точности и общей производительности. Такой накопитель редко устанавливается в домашних компьютерах из-за большой стоимости и малого объема памяти. Он больше подходит для промышленного использования и больших нагрузок, связанных с непрерывным чтением и записью информации.

Достоинства SLC:

  • долгий срок службы и большее количество циклов зарядки по сравнению с любым другим типом флеш-памяти;
  • меньшее количество ошибок чтения и записи;
  • может работать в более широком диапазоне температур.

Недостатки SLC:

  • высокая цена по сравнению с другими SSD;
  • сравнительно небольшой объем памяти.

Тип памяти eMLC

eMLC — это флеш-память, оптимизированная для предпринимательского сектора. Она может похвастаться улучшенной производительностью и долговечностью. Количество перезаписей варьируется от 20000 до 30000. eMLC можно рассматривать как более дешевую альтернативу SLC, которая позаимствовала некоторые преимущества у своего конкурента.

Достоинства eMLC:

  • намного дешевле, чем SLC;
  • более высокая производительность и выносливость по сравнению с обычной MLC NAND.

Недостатки eMLC:

  • проигрывает SLC в плане производительности;
  • не подходит для домашнего использования.

Флеш-память MLC для твердотельного накопителя

Память Multi Level Cell получила свое название благодаря способности хранить 2 бита данных в одной ячейке. Большим преимуществом является более низкая цена по сравнению с SLC. Меньшая стоимость, как правило, становится залогом популярности продукта. Проблема в том, что количество возможных перезаписей одной ячейки значительно меньше по сравнению с SLC.

Достоинства MLC NAND:

сравнительно низкая цена, рассчитанная на массового потребителя;
большая надежность по сравнению с TLC.

Недостатки MLC NAND:

  • менее надежная и долговечная, чем SLC или eMLC;
  • не подходит для коммерческого использования.

TLC память

Triple Level Cell — это самая дешевая разновидность флеш-памяти. Ее самый большой недостаток заключается в том, что она подходит только для домашнего использования и противопоказана к применению в предпринимательской или промышленной деятельности. Жизненный цикл ячейки составляет 3000-5000 перезаписей.

Достоинства TLC 3D:

  • наиболее дешевая SSD из всех доступных на рынке;
  • способна удовлетворить потребности большинства пользователей.

Недостатки TLC 3D:

  • наименьшая продолжительность жизни по сравнению с другими типами;
  • не годится для коммерческого использования.

Долговечность SSD

Как и все хорошие вещи в этом мире, SSD не может существовать вечно. Как было отмечено выше, жизненный цикл твердотельного накопителя напрямую зависит от того, какую он использует 3D NAND-память. Многих пользователей волнует вопрос, как долго могут функционировать более дешевые виды накопителей. По сравнению с MLC и TLC, память SLC более долговечная, но стоит дороже. Независимые команды энтузиастов провели испытания доступных SSD потребительского класса, большинство из которых составили MLC, а 3D NAND TLC использовался только 1. Результаты оказались многообещающими. Перед выходом из строя, большинство этих устройств успели пропустить через себя 700 Тбайт информации, а 2 из них — даже 1 Пбайт. Это поистине огромное количество данных.

Можно смело отметать любые опасения по поводу того, что SSD выйдет из строя в короткие сроки. Если вы используете MLC или TLC 3D V-NAND для такого повседневного использования, как хранение музыки, фотографий, программного обеспечения, личных документов и видеоигр, то можете быть уверены, что памяти хватит на несколько лет. В домашних условиях невозможно нагрузить компьютер так, как это делают с корпоративными серверами. Тем, кто беспокоится о продолжительности жизни своей памяти, могут пригодиться функции вроде Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology (S.M.A.R.T.), которые помогают отслеживать состояние SSD.

Выбор подходящего SSD

На самом деле, разница между коммерческими и потребительскими накопителями настолько огромная, что ее сложно осознать. Команды разработчиков начали делать дорогие SSD для удовлетворения более высоких запросов, связанных с высокотехнологичной деятельностью, наукой и военными разработками, которые требуют постоянной обработки информации.

Серверы на больших предприятиях — это хороший пример использования дорогих флеш-накопителей, ведь они работают по 24 часа в сутки 5-7 дней в неделю. Вот почему они нуждаются в продолжительном , быстром чтении/записи и повышенной надежности. Потребительские накопители являются урезанными версиями коммерческих. Они лишены определенных функций, но предлагают больший объем памяти. Кроме того, в мире наблюдается приятная тенденция к увеличению производительности бюджетных НАНД и снижению их стоимости.

Какой тип накопителя выбрать для себя? SLC или MLC и TLC? Можно сделать вывод, что память SLC или eMLC для обычного повседневного использования просто не нужна, так что нет никакого смысла тратить на нее круглую сумму денег. Если же выбирать тип памяти NAND из TLC или MLC, то здесь все будет зависеть от ваших финансовых возможностей.

TLC NAND — это самая бюджетная память, которая способна удовлетворить нужды большинства потребителей. MLC-память можно рассматривать, как более продвинутый вариант NAND-памяти для людей, готовых вкладывать в свой персональный компьютер большие средства. Он подойдет и для тех, кто планирует хранить свои данные в течение многих лет. Если на мониторе появилась надпись «NAND Flash was not detected», значит память, скорее всего, исчерпала свой ресурс и вышла из строя.

Самые важные нюансы при выборе SSD

Контроллеры и типы nand памяти, применяемых в современных SSD, влияют на качество работы накопителя, насколько его работа будет быстрой и долгой.

Выбираем SSD диск в этом видео:

Чаще всего рядовой пользователь при выборе диска обращает внимание на его стоимость, производителя и внешний вид. Более опытный покупатель уже знает, что под разными брендами и упаковками часто скрываются схожие по характеристикам устройства. Но для большинства все эти нюансы остаются за кадром, но как сделать выбор более осмысленным?

На рынке есть несколько производителей контроллеров для SSD. У каждого контроллера есть свои преимущества, достоинства и недостатки, а также особенности.

Контроллер SandForce

Самым распространенным контроллером можно считать SandForce. Именно он обрел огромную популярность на стадии становления SDD дисков. Производители любили его и продолжают любить за дешевизну, простоту и совместимость. Но самое главное, что обновлением его прошивки занимается производитель контроллеров, что значительно упрощает жизнь брендов, использующих его в своих продуктах.

Главная особенность контроллера – это сжатие данных при записи. В итоге ресурс ячеек памяти возрастает, так как данные после сжатия обладают меньшими размерами.

Говоря о таком преимуществе, сразу нужно упомянуть о недостатках. Диски основаны на SandForce очень ощутимо теряют свою скорость по мере заполнения диска, что уже давно принято считать нормой. Хотя негативных отзывов сначала было очень много. Это не удивительно, ведь на сайте производителя обычно указана максимальная скорость диска без подробного описания нюансов.

Контроллер Marvell

Нельзя забывать и о таком замечательном контроллере как Marvell, который также можно считать старожилом на рынке SSD-накопителей. Гневные пользователи, разочарованные скоростью дисков SandForce, в итоге находили успокоение в продуктах, основанных на Marvell.

Диски, которые работают на основе данных контроллеров, не подвержены снижению скорости по мере заполнения диска. Также стоить отметить, что у дисков Marvell скоростные характеристики всегда считались образцовыми. Единственной особенностью данного контроллера является стоимость его внедрения в продукт.

В отличие от SandForce производители вынуждены самостоятельно разрабатывать прошивки под свои диски. Впрочем, это нельзя отнести к недостаткам. За качество традиционно нужно платить.

Компания Intel является лидером на рынке высоких технологий и довольно долго в своих SSD использовала контроллеры от Marvell и SandForce. Это выглядело весьма странно с учетом их стоимости и положения компании на рынке.

Но такая ситуация не продлилась долго, на данный момент компания активно использует свои собственные контроллеры. В целом их продукция отличается высоким качеством, надежностью и ценой. В итоге далеко не все готовы платить за такие показатели, так как у конкурентов можно найти более выгодные предложения.

Главным конкурентом Intel является Samsung, которая также применяет в своей продукции контроллеры собственной разработки. Из особенностей стоит отметить, что они поддерживают аппаратное шифрование AES 256, которое можно использовать в современных операционных системах.

Из недостатков можно выделить ощутимые просадки скорости из-за недостаточно эффективного алгоритма очистки от мусора. Контроллеры Samsung можно встретить только в накопителях, продающихся под собственной маркой.

Контроллер Phison

Последний в списке контроллеров — это Phison. Компания очень стремительно зашла на рынок SSD и быстро закрепилась на нем благодаря очень высокому соотношению цены и качества в своей продукции. Тем более, что этому контроллеру не свойственны недостатки основного конкурента.

Контроллеры от Phison обладают отличной скоростью, хорошо оптимизированной прошивкой и замечательно справляются с очисткой диска от мусора. На самом деле данный контроллер можно назвать королем рынка бюджетных SSD. Не смотря на множество достоинств контроллер нельзя назвать идеальным, так как он недостаточно хорош в операциях с произвольной записью и чтением – это его основной недостаток на данный момент.

Тип используемой памяти

Помимо контроллеров в современном SSD крайне важной составляющей является используемая память. Именно тип используемой памяти в наибольшей степени влияет на долговечность вашего диска.

По многим параметрам SSD накопители по многим параметрам значительно превосходят классические жесткие диски, в них отсутствует механика, они не боятся ударов и прочих механических воздействий. Но вероятность того, что в один прекрасный момент все данные с такого диска исчезнут – это довольно реальная перспектива. Поэтому нужно разобраться, какой тип памяти выбрать и в чем их отличия.

На сегодняшний день в продаже можно найти диски с двумя типами памяти: MLC и TLC. В каждой ячейке MLC памяти по 2 бита, а в TLC – 3 бита. Наиболее предпочтительным вариантом принято считать MLC память, так как здесь количество циклов перезаписи около 3000, а скорость стирания от 2,5 до 3,5 мс.

Более доступная и менее долговечная TLC память с ресурсом около 1000 циклов перезаписи и скоростью от 4 до 5 мс. Также на данный момент компанией Samsung довольно активно развивается 3D NAND память, существует как MLC 3D NAND, так и TLC 3D NAND, которые отличаются количеством бит в ячейке.

Нужно понимать, что долговечность дисков в большей степени зависит от количества циклов перезаписи, установленных в накопителе памяти. Производством памяти NAND, которые используются в современных SSD, занимается всего несколько компаний. В их число входит Hynix, Intel, Micron, Samsung, Sandisk и Toshiba.

Какой же диск выбрать?

Прежде всего стоит учитывать, что различное сочетание контроллеров, прошивок и типов памяти дают абсолютно разные результаты по сроку службы дисков и невозможно подсчитать точный срок службы для каждого существующего диска.

В современной реальности наибольшим спросом пользуются накопители объемом 120ГБ и 128ГБ. Обычно их используют в роли системного диска для установки операционных систем и наиболее важных программ.

Как гласит статистика, среднестатистический пользователь записывает на диск в среднем до 30ГБ в сутки. В таком режиме эксплуатации SSD накопитель объемом 120ГБ с памятью TLS сможет выдержать в среднем 5-7 лет. Для дисков с MLS памятью этот показатель значительно больше. Также показатель ресурса растет в случае использования дисков большей емкости.

Отдельно стоит упомянуть другой сценарий использования SSD накопителей: когда диск используется постоянно для записи больших массивов данных, например, в процессе работы с видео. В таком режиме наиболее оптимальный вариант – это диски с высокой емкостью в основе которых лежит MLS память. Такой накопитель будет работать быстрее и его срок службы будет недостижим для TLS памяти.

Что же стоит выбрать?

В условиях быстро растущего рынка SSD накопителей крайне сложно рекомендовать конкретные модели дисков, однако, в данной статье были рассмотрены основные игроки рынка и технологии, что они применяют.

Для простого пользователя без особых претензий можно смело приобретать бюджетные диски на контроллерах SandForce. Но наиболее привлекательной покупкой будет диск на контроллере Phison.

Такие диски обычно стоят немного дороже, чем решения на SandForce, но именно этот контроллер можно назвать золотой серединой, особенно в сочетании с быстрой MLS памятью, которая чаще всего применяется с дисками на этих контроллерах.

Что касается вопроса о выборе типа памяти, современный SSD даже с самой дешевой TLS памятью демонстрирует хорошие показатели ресурса. В случае большинства пользователей нет смысла опасаться накопителей с TLS памятью и переплачивать за более дорогую MLS.

А в тех редких случаях, когда вы постоянно записываете большие объемы данных и требуется как скорость записи, так и долговечность, оптимальным вариантом будет доплатить и купить диск, основанный на MLS памяти.

И последняя рекомендация: при выборе диска нужно внимательно читать его характеристики на официальном сайте. Очень часто бывают случаи, когда диски на одинаковых контроллерах и памяти существенно различаются по стоимости, а тот что стоит дороже – это просто какой-либо маркетинг, например с геймерским названием.

Также встречаются случаи, когда производитель меняет характеристики устройства, а название диска и дизайн остаются прежними, поэтому нужно быть бдительным.

Как выбрать SSD диск для компьютера:

Какой SSD лучше?:

SSD накопитель 2.5″ 240GB ExeGate UV500NextPro [EX276539RUS]

Тип товара:

SSD накопитель

Назначение:

для ноутбука и настольного компьютера

Производитель:

ExeGate

Модель:

UV500NextPro

Форм-фактор:

2.5″

Тип чипов памяти:

3D TLC

Интерфейс:

SATA III

Поддержка NVME:

нет

Максимальная рабочая температура:

70

Чем отличается tls от mls

В настоящее время все больше популярности набирают твердотельные накопители или SSD (Sol >

На момент написания статьи в ССД используются три вида флеш-памяти: MLC, SLC и TLC и в этой статье мы постараемся разобраться какая из них лучше и в чем различие между ними.

Сравнительный обзор типов памяти SLC, MLC и TLC

Флеш-память NAND была названа так в честь особого вида разметки данных — Not AND (логическое Не И). Если не вдаваться в технические подробности, то скажем, что NAND упорядочивает данные в маленькие блоки (или страницы) и позволяют достичь высоких скоростей считывания данных.

Теперь давайте рассмотрим, какие виды памяти применяются в твердотельных накопителях.

Single Level Cell (SLC)

SLC — это уже устаревший тип памяти, в котором использовались одноуровневые ячейки памяти для хранения информации (кстати, дословный перевод на русский язык звучит как «Одноуровневая ячейка»). То есть, в одной ячейки хранился один бит данных. Подобная организация хранения данных позволяла обеспечить высокую скорость и огромный ресурс перезаписи. Так, скорость чтения достигает 25 мс, а количество циклов перезаписи — 100’000. Однако, несмотря на свою простоту, SLC является очень дорогим типом памяти.

Плюсы:

  • Высокая скорость чтения-записи;
  • Большой ресурс перезаписи.

Минусы:

  • Высокая стоимость.

Multi Level Cell (MLC)

Следующим этапом развития флеш-памяти является тип MLC (в переводе на русский звучит как «мультиуровневая ячейка»). В отличии от SLC, здесь используются двухуровневые ячейки, которые хранят по два бита данных. Скорость чтения-записи остается на высоком уровне, однако выносливость значительно снижается. Если говорить языком цифр, то здесь скорость чтения составляет 25 мс, а количество циклов перезаписи — 3’000. Также этот тип является и более дешевым, поэтому он используется в большинстве твердотельных накопителях.

Плюсы:

  • Более низкая стоимость;
  • Высокая скорость чтения-записи по сравнению с обычными дисками.

Минусы:

  • Низкое количество циклов перезаписи.

Three Level Cell (TLC)

И наконец, третий тип памяти — это TLC (русский вариант названия этого типа памяти звучит как «трехуровневая ячейка»). Относительно двух предыдущих, этот тип является более дешевым и в настоящее время встречается достаточно часто в бюджетных накопителях.

Этот тип является более плотным, в каждой ячейке здесь хранится по 3 бита. В свою очередь, высокая плотность приводит к снижению скорости чтения/записи и снижает выносливость диска. В отличии от других типов памяти, скорость здесь снизилась до 75 мс, а количество циклов перезаписи — до 1’000.

Плюсы:

  • Высокая плотность хранения данных;
  • Низкая стоимость.

Минусы:

  • Низкое количество циклов перезаписи;
  • Низкая скорость чтения-записи.

Заключение

Подводя итог, можно отметить, что наиболее скоростным и долговечным типом флеш-памяти является SLC. Однако из-за высокой цены, эту память вытеснили более дешевые типы.

Бюджетным, и в тоже время, менее скоростным является тип TLC.

И, наконец, золотой серединой является тип MLC, который обеспечивает более высокую скорость и надежность по сравнению с обычными дисками и при этом является не слишком дорогим типом. Для более наглядного сравнения можно ознакомиться с таблицей, приведенной ниже. Здесь собраны основные параметры типов памяти, по которым проводилось сравнение.

Отблагодарите автора, поделитесь статьей в социальных сетях.

Времена, когда SSD -диски считались элитными и малодоступными, на наших глазах становятся достоянием истории. Приобрести твердотельный накопитель сегодня может позволить себе любой пользователь, хотя нельзя не отметить, что, как и традиционные HDD , диски SSD отличаются друг от друга по скорости, долговечности, вместимости и другим характеристикам, обуславливающих их конечную цену. При выборе накопителя на всё это приходится обращать внимание, а следовательно и на типы памяти, среди которых распространение получили MLS и TLS .

Только вот что обозначают эти аббревиатуры, какой тип диска лучше — MLS, TLS либо SLC и как не потеряться в этих всех обозначениях?

Ниже мы рассмотрим чем отличаются между собою основные типы памяти, а пока, чтобы вам было легче разобраться что к чему, позвольте сказать пару слов об устройстве твердотельного накопителя. Диск SSD состоит из трех главных компонентов: контроллера, буферной и флеш-памяти. Контроллер представляет собой небольшое устройство вроде микропроцессора с управляющей обменом данными между диском и другими компонентами компьютера программой. Буферная память или иначе DDR — это небольшой участок энергозависимой памяти, используемой для кэширования операций чтения/записи. Наконец, флеш-память или NAND является теми самыми ячейками, в которых хранится записанная информация.

Об этой последней и как раз пойдёт сегодня речь.

Встречается три типа энергонезависимой NAND -памяти — это уже упомянутые MLS , TLS и SLC . Мы не ставим задачу раскрыть все технические особенности устройства микросхем памяти, главное для нас как можно более доступным языком объяснить, чем один тип памяти лучше другого. Отметим лишь, что ключевым технологическим отличием между MLS, TLS и SLC является количество битов информации, которое способна сохранить одна ячейка памяти.

Самая старая технология флеш-памяти, расшифровываемая как Single-Level Cell, то есть одноуровневая ячейка. Одна ячейка NAND -памяти SLC имеет два пороговых значения и может хранить только один бит информации. Диски с этим типом памяти имеют высокую скорость чтения/записи, отличаясь при этом завидной долговечностью, с другой стороны они маловместительны и к тому же дороги. По причине небольших объемов и дороговизны широкого применения в настольных компьютерах SLC-диски не нашли, если они и используются, то в основном на серверах в датацентрах.

SSD-диски с этим типом памяти наиболее распространены. Аббревиатура MLS расшифровывается как Multi-Level Cell или многоуровневая ячейка. В отличие от предшественника, ячейка MLS-накопителей имеет не два, а четыре пороговых значения и может хранить два бита данных. Плотность записи MLS-дисков выше, но это имеет свою цену. Использование для кодирования информации разных пороговых уровней напряжения ячейки памяти быстрее изнашиваются. Если количество циклов перезаписи у SLC-дисков составляет порядка 100000, то у дисков MLS оно 10000. Скорость чтения/записи в них тоже ниже, но зато диски MLS значительно дешевле, благодаря чему они и получили широкое распространение.

Еще большей плотностью записи чем MLS обладают диски с flash-памятью TLS или Triple-Level Cell (трехуровневая ячейка) . Типичным примером использования NAND -памяти TLS являются обычные флешки. В одной ячейке накопителя может храниться три байта, но одновременно с увеличением вместимости снижается его производительность и выносливость. Так, количество циклов перезаписи среднего TLS-диска составляет 1000-3000. Означает ли это, что диски с этим типом памяти ненадежны? Не обязательно, да и вообще слухи о ненадёжности SSD TLS-дисков слишком преувеличены. Достаточно посмотреть на значение параметра TBW, обычно указываемого в технических характеристиках диска, чтобы убедиться, что запаса его выносливости гарантировано хватит на несколько лет.

Так какой тип памяти выбрать для своего ПК, MLS , TLS или SLC ? Однозначного ответа на этот вопрос дать нельзя, поскольку всё будет зависеть от поставленных перед накопителем задач, а также соотношения цены и качества.

Если предполагается частая запись на диск, пожалуй, лучше обзавестись MLS , если же вы собираетесь использовать накопитель в качестве хранилища, то для этих целей вполне сгодится и TLS . Стоит ли заморачиваться с поиском SLC? Может быть и стоит, если у вас есть лишние деньги и вы хотите иметь сверхбыструю систему, а так, конечно, нужно смотреть на спецификации. Моделей SSD-дисков очень много, все они отличаются друг от друга по характеристикам и при тщательном сравнении очень даже может статься, что выбор диска с памятью TLS окажется более оправданным и рациональным, чем покупка диска с более надежной и быстрой в идеальных условиях памятью MLS.

SSD давно перекочевали из разряда элитных накопителей в поле «must have». Собирая мало-мальски производительную игровую, да и просто рабочую систему, уже надо думать о скоростном накопителе, который ощутимее быстрее и стабильнее старых добрых винчестеров.

Вот только многие натыкаются на первый нюанс: какой тип памяти лучше? Существует 3 категории:

  • SLC (single) – 1 бит в ячейке;
  • MLC (multi) – 2 бита в ячейке;
  • TLC (triple) – 3 бита в ячейке.

Первая категория используется в топовом сегменте, поэтому рассматривать мы ее не будем. Нас же интересует более народное решение, а именно MLC или TLC. Есть ли между ними разница, что производительнее, дешевле и надежнее, да и какой SSD лучше?

Ключевые отличия

Первым делом стоит отметить плотность записи данных. Каждый тип SSD имеет свои показатели. У TLC-чипов она выше, поскольку в ячейку помещается 3 бита, когда у MLC только 2. Чем больше объем SSD, чем чаще вы будете встречать именно Triple-варианты. И сразу появляется мысль о том, что нужно сразу же бежать и покупать первый вариант, даже не рассматривая все остальные, но нет.

Помимо плотности есть еще факторы скорости чтения и перезаписи данных. Не думали, почему TLC-решения при схожем объеме накопителя стоят дешевле? Потому как в MLC количество циклов полного стирания информации выше на 30-50%. Если говорить о перезаписи, то здесь технология опережает своего более дешевого оппонента в 2-3 раза. Другое дело, что 1 Гб TLC-памяти обойдется вам гораздо дешевле.

Сохранность данных

Для начала определитесь, для каких целей будет использоваться SSD: под систему или же в качестве хранилища данных. Зачастую его приобретают именно под установку ОС и ключевых программ, чтобы последние реагировали ощутимо быстрее, т.к. Flash-память статична, а значит скорость чтения и записи на несколько порядков выше, нежели у HDD ввиду отсутствия механических частей.

Храните что-либо важное, при этом часто обновляете данные? Используйте MLC-память ввиду ее надежности. Собрались создать архив музыки, фильмов или игр, а также второстепенных программ? Тогда смело покупайте вариант на TLC-чипах. Винчестер же оставьте под «свалку» всего материала, имеющегося на ПК. На SSD стоит вынести только наиболее часто используемые приложения и игры, чтобы лишний раз не занимать скоростное пространство диска.

Срок службы

Что касается продолжительности «жизни» устройства, то для TLC этот показатель составляет около 5-6 лет или же порядка 1000 циклов полной перезаписи информации. Для MLC показатель возрастает до 7-8 лет при 3000 циклов. Вот только здесь не действует правило «либо-либо». Из строя вполне может выйти один из чипов, так что не надейтесь на работоспособность в 15 лет.

Но и про HDD забывать не стоит. Традиционные магнитные диски имеют одно важное преимущество перед твердотельными – срок службы. Винчестер если и начинает «сыпаться», то постепенно. Это можно проконтролировать в утилитах типа Victoria, проверив диск на битые сектора. SSD же «умирают» внезапно, но крайне редко.

Выводы

Какая память лучше? В плане скорости и стоимости 1 Гб лидирует TLC, в плане надежности — MLC. SSD — весьма интересный тип памяти, который в скором времени должен если не полностью, то основательно сместить HDD с пьедестала. Сравнивайте модели, прежде чем купить. Смотрите тесты, обзоры, гайды и делайте выводы. Плохих накопителей не бывает. Бывают переоцененные.

Все, что вам нужно знать о флеш-памяти SLC, MLC и TLC NAND | My Digital Discount

Кто бы ни попробовал, подтвердит, твердотельные накопители (SSD) — это действительно здорово! Благодаря более быстрому времени загрузки ваших любимых приложений, более высокой общей эффективности и дополнительной надежности по сравнению с традиционными вращающимися жесткими дисками неудивительно, что они появляются в каждом новом устройстве, которое появляется на рынке.

Но что делает одни твердотельные накопители более дорогими, чем другие? Как и в случае с гоночными автомобилями, все дело в том, что находится под капотом.


Быстрые ссылки


Анатомия SSD

MyDigitalSSD BP4e mSATA SSD с двумя встроенными микросхемами флэш-памяти NAND. Чип контроллера разработан PHISON

  • A. Флэш-память NAND: Часть, где хранятся ваши данные, в блоках энергонезависимой (не требует питания для хранения данных) памяти.
  • B. Память DDR: небольшой объем энергозависимой памяти (требуется питание для хранения данных), используемой для кэширования информации для будущего доступа.Доступно не на всех твердотельных накопителях.
  • C. Контроллер: действует как главный соединитель между флеш-памятью NAND и вашим компьютером. Контроллер также содержит прошивку, которая помогает управлять вашим SSD.

Что такое NAND Flash?

Флэш-память

NAND состоит из множества ячеек, в которых хранятся биты, и эти биты либо включаются, либо выключаются с помощью электрического заряда. То, как организованы эти ячейки включения / выключения, представляет данные, хранящиеся на SSD. Количество битов в этих ячейках также определяет название флэш-памяти, например, флэш-память с одноуровневой ячейкой (SLC) содержит один бит в каждой ячейке.

Причина, по которой SLC доступны только при более низкой емкости, заключается в физическом пространстве, которое флэш-память NAND занимает на печатной плате (PCB). Не забывайте, что на печатной плате должны быть контроллер, память DDR и флэш-память, соответствующие стандартным размерам, чтобы поместиться внутри вашего компьютера. MLC удваивает количество битов на ячейку, тогда как TLC утраивает, и это открывает возможности для SSD с большей емкостью.

Есть определенные причины, по которым производители создают флэш-память с одним битом на ячейку, например SLC.Преимущество SLC заключается в том, что он самый быстрый и надежный, но имеет недостатки в том, что он более дорогой и недоступен для хранения с более высокой емкостью в гигабайтах. Вот почему SLC предпочтительнее для интенсивного использования на предприятии.

Флэш-память

MLC и TLC по сравнению с SLC дешевле в производстве, доступна с более высокой емкостью хранения, но за счет сравнительно более короткого срока службы и более медленных скоростей чтения / записи. MLC и TLC предпочтительны для повседневного использования на бытовых компьютерах.

Понимание ваших собственных потребностей в вычислениях и основах флэш-памяти NAND не только поможет вам выбрать правильный твердотельный накопитель, но также поможет выяснить такие факторы, как цена продукта.


SLC (одноуровневая ячейка)

Флэш-память с одноуровневой ячейкой называется так потому, что у нее один бит, который может быть включен или выключен во время зарядки. Этот тип флэш-памяти имеет то преимущество, что является наиболее точным при чтении и записи данных, а также имеет преимущество в том, что он обеспечивает самые длинные циклы чтения и записи данных. Ожидается, что жизненный цикл чтения / записи программы составит от 90 000 до 100 000. Этот тип флэш-памяти исключительно хорошо зарекомендовал себя на корпоративном рынке благодаря длительному сроку службы, точности и общей производительности.Вы не увидите слишком много домашних компьютеров с этим типом NAND из-за его высокой стоимости и низкой емкости хранения.

Плюсов:

  • Обладает наибольшим сроком службы и циклами зарядки по сравнению с любым другим типом вспышки.
  • Более надежное меньшее место для ошибок чтения / записи.
  • Может работать в более широком диапазоне температур.

Минусы:

  • Самый дорогой тип флэш-памяти NAND на рынке.
  • Часто доступен только с меньшей емкостью.

Рекомендовано для:

  • Промышленное использование и рабочие нагрузки, требующие интенсивных циклов чтения / записи, такие как серверы.

eMLC (многоуровневая ячейка предприятия)

eMLC — это флеш-память MLC, но оптимизированная для корпоративного сектора, более высокая производительность и долговечность. Ожидаемые жизненные циклы чтения / записи данных составляют от 20 000 до 30 000. eMLC предоставляет более дешевую альтернативу SLC, но сохраняет некоторые из преимуществ SLC.

Плюсов:

  • Более дешевая альтернатива SLC для корпоративных SSD.
  • Обладает лучшими характеристиками и выносливостью по сравнению со стандартным MLC.

Минусы:

  • Не соответствует по производительности флеш-накопителям SLC NAND.

Рекомендовано для:

  • Промышленное использование и рабочие нагрузки, требующие интенсивных циклов чтения / записи, такие как серверы.

MLC (многоуровневая ячейка)

Флеш-память

MLC, как следует из названия, хранит несколько бит данных в одной ячейке.Большим преимуществом этого является более низкая стоимость производства по сравнению с производством флеш-памяти SLC. Более низкая стоимость производства вспышек обычно перекладывается на вас как на потребителя, и по этой причине они очень популярны среди многих брендов. Флэш-память MLC предпочтительна для потребительских твердотельных накопителей из-за ее более низкой стоимости, но время чтения / записи данных меньше по сравнению с SLC и составляет около 10 000 на ячейку.

Плюсов:

  • Более низкие производственные затраты перекладываются на вас, как на потребителя.
  • Надежнее TLC flash.

Минусы:

  • Не такой прочный и надежный, как SLC или твердотельные накопители корпоративного класса.

Рекомендовано для:

  • Повседневное использование потребителями, геймерами и энтузиастами.

TLC (трехуровневая ячейка)

Флеш-память TLC, хранящая 3 бита на ячейку, является самой дешевой в производстве формой флэш-памяти. Самым большим недостатком этого типа вспышки является то, что она подходит только для потребительского использования и не может соответствовать стандартам для промышленного использования.Жизненные циклы чтения / записи значительно короче и составляют от 3000 до 5000 циклов на ячейку.

Плюсов:

  • Самый дешевый в производстве, что, в свою очередь, ведет к более дешевым твердотельным накопителям на рынке.

Минусы:

  • Ячейки выдерживают значительно меньшее количество циклов чтения / записи по сравнению с MLC NAND. Это означает, что флэш-память TLC предназначена только для потребительского использования.

Рекомендовано для:

  • Повседневное потребительское использование, Интернет / электронная почта, нетбуки и планшеты.

Жизненный цикл SSD

Как и все хорошее, SSD не вечен. Как отмечалось выше, жизненный цикл твердотельного накопителя можно напрямую отнести к флэш-памяти NAND, с которой он поставляется. Например, флэш-память SLC прослужит дольше, чем флэш-память MLC или TLC, но за это стоит немало.

Поскольку флэш-память MLC и TLC обычно используется / встречается в потребительских твердотельных накопителях, реальный вопрос заключается в том, как долго они прослужат?

TechReport.com протестировал несколько доступных SSD потребительского уровня, большинство из которых были MLC NAND, а один — TLC NAND, и результаты обнадеживают. Все протестированные устройства перед сбоями записали не менее 700 терабайт (ТБ), а пара даже перенесла петабайт (ПБ).

Это много данных, но давайте посмотрим на это в перспективе, записав 1 ПБ на SSD.

1 петабайт (ПБ) = 1000 терабайт (ТБ) / 1000000 гигабайт (ГБ) / 1000000000 (МБ)

Этот 1 ПБ может принести вам выгоду:

  • 222222 DVD с фильмами на 4.5 ГБ DVD
  • 333 333 333 песни в формате mp3 размером 3 МБ на песню
  • 500000000 jpg фотографий размером 2 МБ изображение
  • 15384 установки игры Grand Theft Auto V на 65 ГБ на установку

Глядя на эти цифры, действительно следует развеять любые сомнения в том, что ваш SSD выйдет из строя за любой короткий промежуток времени.

Если вы рассматриваете MLC или TLC SSD для повседневного использования, например: Если вы храните музыку, фотографии, программное обеспечение, личные документы или играете в игры, то вы должны быть уверены, что ваш SSD-накопитель прослужит несколько лет.Этот вид использования считается легким по сравнению с продолжающимся интенсивным использованием чтения / записи корпоративных серверов и компьютеров, как описано в следующем разделе ниже.

Примечание. Для тех, кто беспокоится о сроке службы SSD, такие функции, как Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology, или S.M.A.R.T. Короче говоря, может помочь вам лучше отслеживать долговечность вашего SSD.


Корпоративные и потребительские твердотельные накопители

Разница и требования, ожидаемые от корпоративных твердотельных накопителей, делают их неотъемлемой частью от потребительских твердотельных накопителей.Корпоративные твердотельные накопители разработаны в соответствии с более высокими стандартами и стабильно работают в высокотехнологичных службах, в военной сфере, науке и в любой области, где требуется большой объем чтения и записи данных.

Серверы баз данных

— это пример того, где вы можете увидеть корпоративные твердотельные накопители, эти серверы работают круглосуточно и без выходных, что включает в себя: более длительный жизненный цикл чтения / записи, более высокую скорость чтения / записи, повышенную надежность и долговечность в суровых условиях.

Бытовые твердотельные накопители

менее дороги и представляют собой урезанные версии корпоративных твердотельных накопителей.Может показаться, что вы упускаете определенные функции, но преимущества более дешевого продукта с большей емкостью памяти того стоят. Кроме того, производители постоянно повышают производительность твердотельных накопителей, снижая при этом цену.


В заключение

На этом этапе у вас, вероятно, есть хорошее представление о разнице между флэш-памятью SLC, MLC и TLC NAND. Основы, которые мы обсудили здесь, с пониманием того, почему одни стоят дороже других, должны устранить любую путаницу в отношении того, какой тип вспышки лучше всего соответствует вашим потребностям.

Тип вспышки

SLC

Одноуровневая ячейка

eMLC

Предприятие
Многоуровневая ячейка

MLC

Многоуровневая ячейка

TLC

Трехуровневая ячейка

Циклы чтения / записи 90 000–100 000 20 000–30 000 90 188

8 000–10 000 3 000–5 000
Бит на ячейку 1 2 2 3
Скорость записи ★★★★★ ★★★★ ☆ ★★★ ☆☆ ★★ ☆☆☆
Выносливость ★★★★★ ★★★★ ☆ ★★★ ☆☆ ★★ ☆☆☆
Стоимость ★★★★★ ★★★★ ☆ ★★★ ☆☆ ★★ ☆☆☆
Использование Промышленное / предприятие Промышленное / предприятие Потребитель / Игры Потребитель

Важный момент, который следует вынести из этого руководства, заключается в том, что современные твердотельные накопители рассчитаны на длительный срок службы.Хотя следует учитывать их жизненный цикл, это ни в коем случае не должно мешать вам покупать более быстрое и эффективное хранилище.

TLC и твердотельные накопители QLC: в чем различия?

Мы говорили о том, как можно использовать кэш SSD для уменьшения задержки и увеличения скорости передачи. Мы также объяснили различия между потребительскими и корпоративными твердотельными накопителями , , и почему из соображений стабильной производительности мы предлагаем последний вариант.

Бытовые и корпоративные твердотельные накопители — это две широкие категории, которые охватывают широкий спектр профилей производительности.Из-за различий в том, как поставщики тестируют и оценивают свои продукты, покупки на основе объявленных цифр недостаточно. В сегодняшнем посте мы рассмотрим, как типы NAND существенно влияют на производительность и почему это должно иметь значение для вашего следующего решения о покупке.

Типы флеш-памяти NAND

Данные флэш-памяти NAND представлены в виде цифровых сигналов (битов) и хранятся в ячейках флэш-памяти NAND. Количество битов, хранящихся в ячейке, определяет тип используемой флэш-памяти. Флэш-память с одноуровневой ячейкой (SLC) содержит один бит на ячейку.Многоуровневая ячейка (MLC) удваивает емкость с двумя битами на ячейку. Трехуровневая ячейка (TLC) содержит три бита на ячейку, а четырехуровневая ячейка (QLC) содержит четыре бита на ячейку, что позволяет в четыре раза увеличить емкость флэш-памяти SLC.

С тех пор, как на рынке появились твердотельные накопители, их емкость становилась все больше и больше. Текущие отраслевые тенденции заключаются в сокращении затрат при увеличении емкости хранения. Это привело к развитию более плотных ячеек памяти, постепенно приближаясь (пока еще не достигнув) стоимости традиционных жестких дисков.

Погоня за более дешевыми и крупными дисками привела к упадку твердотельных накопителей на базе SLC и MLC. В настоящее время TLC является мейнстримом и занимает самую большую долю рынка. QLC все еще относительно новый, но мы ожидаем, что его низкая стоимость привлечет покупателей, тем более что он часто используется в качестве замены жесткого диска.

Ячейки памяти NAND

имеют только конечное количество циклов стирания программ (P / E) (циклов записи), прежде чем они изнашиваются. Подробное описание выходит за рамки этого поста, поэтому просто знайте, что клетки с более высокой плотностью имеют меньшую выносливость, чем клетки с низкой плотностью, например.грамм. MLC обычно длится дольше, чем TLC.

Хотя в целом можно понять, 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», когда неиспользуемые области диска будут действовать как псевдо-SLC NAND. Это обеспечивает очень хорошую производительность для более коротких, пакетных рабочих нагрузок, как это часто бывает для большинства ПК и клиентских вычислительных сред.Это ясно видно из нашей предыдущей статьи о SSD для потребителей и предприятий.

Для этого есть привод

В отличие от зрелого рынка жестких дисков, покупая твердотельные накопители, вы найдете достаточно марок и моделей, чтобы у вас возникло беспокойство по поводу выбора. Сегодня мы рассмотрим то, что, хотя потребительские диски TLC и даже QLC часто демонстрируют впечатляющие показатели производительности на первый взгляд, при рассмотрении в практических ситуациях выявляются истинные профили производительности этих дисков.

Мы выбрали два общедоступных диска для каждой группы целевого сегмента, в общей сложности протестировав шесть дисков.

Скорость серийной съемки

Мы используем CrystalDiskMark, популярную утилиту для измерения производительности накопителя. Более высокая глубина очереди (Q) и потоки (T) обычно приводят к более высокой производительности, но большинство потребительских рабочих нагрузок включают только низкую глубину очереди. ИТ-инфраструктура, включающая виртуальные машины и хранилище БД, обычно будет иметь большую глубину очереди и потоки.

Для тестов 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 на запись в систему файла размером 64 ГБ, а затем его чтение. Это по-прежнему небольшая рабочая нагрузка, но будет характерна для пользователей, перемещающих большой файл.

В коротких пакетных тестах все группы дисков показали очень хорошие результаты, как и ожидалось для синтетических тестов такого типа. Основываясь на приведенных здесь показателях производительности, вы будете прощены, если сделаете вывод, что не увидите никаких различий в реальном использовании. Большой размер кэша SLC означает, что даже более медленные диски QLC работают отлично.

Производительность при загрузке 65%

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 отдыха, а затем продолжили использовать AJA System Test для создания той же рабочей нагрузки записи и чтения объемом 64 ГБ.

По сравнению с полностью пустыми, наши корпоративные диски работали в пределах погрешности. Потребительские диски TLC немного упали в производительности чтения, при этом сохраняя хорошую скорость записи, ничего не заметного при обычном повседневном использовании.Само собой разумеется, что здесь наблюдается значительный спад производительности группы QLC.

Тест полного привода

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

На графиках горизонтальная ось представляет собой процент емкости хранилища, на который выполняется запись.Первый — это необработанная средняя скорость для наших групп. Второй показывает скорость в процентах от максимума в этом тесте. Как и ожидалось, больше всего здесь проявляют диски, предназначенные для корпоративных сред. Потребительские диски TLC начинали быстро, но быстро выходили из строя по мере того, как израсходовали свои кеши. Диски QLC на самом деле сконфигурированы с довольно большими кешами, что позволяет им работать 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.

С другой стороны, даже несмотря на то, что корпоративные накопители, которые мы используем сегодня, в основном являются моделями начального уровня и рассчитаны на рабочие нагрузки с интенсивным чтением, они по-прежнему могут обеспечивать стабильную стабильную производительность. Более дорогие (более дорогие) модели обычно поддерживают более высокую скорость записи и рейтинг DWPD.

Завершение

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

Накопители

QLC отлично подходят по своему прямому назначению, то есть недорогие накопители 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 устойчивых 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.

Для использования в NAS вы можете понять, почему мы всегда выступали за использование только накопителей корпоративного уровня. Помимо повышения надежности, стабильность производительности чрезвычайно важна, особенно когда вы предоставляете хранилище виртуальным машинам и другой критически важной инфраструктуре.Просто нет места для переменной производительности в зависимости от рабочей нагрузки.

2019 Руководство по покупке твердотельного накопителя (SSD)

Это руководство по покупке твердотельного накопителя поможет вам согласовать ваши бизнес-требования и бюджет с оборудованием, подходящим для работы. Вы определите лучший SSD, сравнив спецификации продуктов и тесты.

  • Скорость чтения / записи и количество операций ввода-вывода в секунду для определения самых быстрых твердотельных накопителей.
  • Понимание того, как среднее время наработки на отказ относится к самым надежным твердотельным накопителям.
  • Зная, что дешевые твердотельные накопители не всегда подходят лучше всего, — оценка, гарантия и цена за гигабайт.
  • Как архитектура SSD, технология контроллера и тип NAND влияют на скорость, надежность и совместимость.
  • Для установки твердотельного накопителя на портативный или настольный ПК требуется только самое базовое техническое ноу-хау.

Почему сейчас отличное время для перехода на SSD

После многих лет стабильных цен на твердотельные накопители спрос и предложение на рынке флэш-памяти в настоящее время благоприятствуют конечным пользователям.В течение 2018 года производители повсеместно снизили цены на потребительские 2,5-дюймовые твердотельные накопители. Даже диски m.2 и NVMe, которые исторически сопротивлялись снижению цен, постепенно снизились в ценовой категории.

Цены на SSD 2 ТБ (24 месяца)

Цены на SSD 256 ГБ (24 месяца)

Источник: тенденции в области выбора твердотельных накопителей для ПК

Если вы взвешиваете вопрос о жестких дисках и твердотельных накопителях для увеличения дискового пространства, подумайте об этом так. Установка твердотельного накопителя на устаревший ПК или ноутбук позволяет повысить производительность, увеличивая его жизненный цикл еще на два-три года.Вы обнаружите, что компьютеры с SSD загружаются быстрее, а приложения и большие файлы открываются с меньшим ожиданием. Вы получаете более быстрый и приятный пользовательский интерфейс.

Что нужно знать, чтобы выбрать лучший SSD для своей бизнес-системы? Вот что вам следует знать, если вы планируете купить SSD-хранилище в этом году.

Форм-факторы SSD и интерфейсы

Пять лет назад внутренние твердотельные накопители внутри ПК и ноутбуков подключались через интерфейс SATA III, то же самое соединение, что и внутренний жесткий диск.В настоящее время более быстрое подключение к материнской плате стало обычным явлением. Когда-то использовавшиеся только для рабочих станций и серверов высшего класса, твердотельные накопители PCI Express теперь составляют значительную часть рынка твердотельных накопителей для потребителей.

Не вдаваясь слишком глубоко в схемы, интерфейс PCIe способен в несколько раз превышать скорость SATA. С учетом накладных расходов на кодирование, передача данных SATA III происходит со скоростью примерно 600 МБ / с с твердотельным накопителем. Хотя это значительно быстрее, чем возможности жестких дисков, это значительно медленнее PCIe, который имеет практическую скорость передачи 985 МБ / с на полосу, а твердотельные накопители PCIe поддерживают 2 или 4 полосы в зависимости от материнской платы.

Высокая производительность твердотельных накопителей PCIe обеспечивается NVMe (энергонезависимая память Express), интерфейсом хост-контроллера и протоколом хранения. NVMe снижает задержку при чтении и записи данных, работая параллельно с многоядерными процессорами внутри главного компьютера. При этом твердотельные накопители NVMe устраняют узкое место в производительности за счет оптимизации набора команд, используемых для обработки передачи. Если ваш компьютер использует многоядерный процессор, а в настоящее время большинство из них использует, вы почувствуете существенное повышение производительности с твердотельными накопителями PCIe NVMe.

Форм-фактор 2,5 дюйма

2,5-дюймовые твердотельные накопители

подключаются через интерфейс SATA так же, как и жесткие диски. 2,5-дюймовые твердотельные накопители предназначены для использования внутри портативных компьютеров и будут работать внутри настольных компьютеров. Если вы устанавливаете их в корпус компьютера mATA, отсеки для дисков, вероятно, предназначены для 3,5-дюймовых жестких дисков. Вы захотите использовать преобразователь жестких дисков и твердотельных накопителей с 2,5 дюйма в 3,5 дюйма, чтобы надежно закрепить твердотельный накопитель внутри ПК.

М.2 форм-фактор

Спецификация форм-фактора M.2 — это новая итерация для внутренних твердотельных накопителей. Твердотельные накопители M.2 вставляются в специальный слот M.2 на материнской плате компьютера. В зависимости от материнской платы и SSD слот M.2 на материнской плате использует либо интерфейс SATA, либо интерфейс PCIe. Или то и другое — только никогда не сразу. Слот материнской платы M.2 используется для другого оборудования, чаще всего для адаптеров Wi-Fi / Bluetooth / сотовой беспроводной сети.

Обратите внимание на обозначенные буквами выемки на клавишах M.2 слота. Вырезки клавиш обозначены буквами от A до M, что указывает их положение на разъеме и соответствующие интерфейсы. Например, выемка в позиции M указывает, что с NVMe можно использовать до 4 линий PCI Express или может поддерживаться устройство хранения SATA.

Обратите внимание, что существует несколько вариантов твердотельных накопителей M.2. Они различаются по физическому размеру и типу интерфейса, который они используют.

Ключ Измерение карты Совместимость интерфейсов Использование
А 1630, 2230, 3030 PCIe x2 USB 2.0, I2C, порт дисплея x4 Беспроводные сетевые карты
B 3042, 2230, 2245, 2260, 2280, 22110 PCIe x2, SATA, USB 2.0, USB 3.0, аудио, PCM, IUM, SSIC, I2C SSD (SATA и PCIe x2)
E 1630, 2230, 3030 PCIe x2, USB 2.0, I2C, SDIO, UART, PCM Беспроводные сетевые карты
M 2242, 2260, 2280, 22110 PCIe x4, SATA PCIe x4

Вы также различаете M.2 по интерфейсу и шине, которые они используют для подключения. При обновлении убедитесь, что вы знаете, какая ваша система использует, проверив спецификации вашей материнской платы.

  • M.2 PCI-express NVMe SSD. Протокол NVMe представляет собой высокопроизводительную архитектуру, которая подключается через шину PCI Express на материнской плате ПК. Старые версии твердотельных накопителей M.2 PCIe, подключенных через интерфейс PCIe 2.0 x 2. Самая последняя модель SSD M.2 PCIe подключается через PCIe x 4.
  • M.2 SATA SSD — диски M.2, использующие интерфейсы SATA, работают на уровне 2.5-дюймовые и mSATA диски. Накопители M.2 NVMe обеспечивают максимальную производительность по премиальной цене.
  • M.2 SSD AIC — AIC (сокращенно от дополнительных карт) разработан для старых материнских плат без слота M.2. Одним из преимуществ многих AIC M.2 SSD является радиатор внутри сборки. Чрезмерное нагревание не является большой проблемой для большинства пользователей ПК, если только вы не используете свой компьютер в качестве сервера.
  • Mini-SATA (mSATA) — спецификация mSATA предназначена для твердотельных накопителей внутри небольших ноутбуков и планшетов. По большей части он устарел М.2, но если у вас устаревший ультрабук, это тот форм-фактор, который поместится внутри вашего ноутбука.

Тип NAND

Тип NAND, который используется в SSD, имеет большое значение. Но что такое NAND? NAND — это тип энергонезависимой флэш-памяти, что означает, что она не требует питания для хранения или хранения данных. Такие устройства, как цифровые камеры, USB-накопители, смартфоны и твердотельные накопители, используют флэш-память NAND для хранения. NAND подразделяется на несколько типов: одноуровневая ячейка (SLC), многоуровневая ячейка (MLC), корпоративный MLC (eMLC), трехуровневая ячейка (TLC), избыточный массив независимых NAND (RAIN) и новая трехмерная вертикаль. И-НЕ (3D V-NAND).

SLC NAND

Тип высокопроизводительной флэш-памяти NAND, производство которой стоит больше, чем у других типов флэш-памяти. Твердотельные накопители с микросхемами памяти NAND никогда не пользовались популярностью из-за высокой цены за гигабайт и встречаются в основном в SSD корпоративного уровня s. Кроме того, микросхемы памяти SLC обладают большей стойкостью при записи / перезаписи, чем MLC, что означает, что данные могут быть записаны и перезаписаны до того, как производительность ухудшится. Немногие распространенные твердотельные накопители используют микросхемы памяти SLC.

  • Плюсы: более высокая производительность, лучшая выносливость при записи
  • Минусы: Более высокая цена
MLC NAND

В течение последних нескольких лет производители систем хранения данных предпочитали использовать MLC в твердотельных накопителях.Хотя MLC немного медленнее, чем память SLC, он мог производиться по гораздо более низкой цене и, следовательно, был основным типом флэш-памяти NAND, используемой в твердотельных накопителях.

  • Плюсы: Более низкая цена
  • Минусы: более низкая производительность
eMLC NAND

Тип MLC NAND, предназначенный для легкого использования на предприятиях или для массового использования высокого класса. Обладает более высоким сроком службы записи / перезаписи, чем MLC, но ниже, чем SLC. Более дешевая альтернатива SLC.

  • Плюсы: более низкая стоимость, чем у SLC, более высокая производительность, чем у MLC
  • Минусы: более высокая цена, чем у MLC, меньшая выносливость, чем у SLC
  • .

TLC NAND

Тип MLC, предназначенный для использования в бюджетных SSD.Флэш-память TLC отличается более низким сроком службы записи / перезаписи, чем MLC. При низкой стоимости гигабайта твердотельные накопители TLC являются убедительным аргументом в пользу их ценности.

  • Плюсы: Цены ниже, чем у MLC
  • Минусы: производительность немного ниже, чем у MLC, самая низкая выносливость при записи
QLC NAND

Quad-Layer Cell — это новейшая архитектура NAND. Предлагает на 33 процента большую битовую плотность по сравнению с TLC NAND.

  • Плюсы: хранит больше данных при меньшем количестве материалов, более низкие цены на твердотельные накопители
  • Минусы: менее надежны, чем предыдущие архитектуры
3D V-NAND

Наиболее распространенная технология MLC, встречающаяся в твердотельных накопителях.Вместо того, чтобы располагать ячейки флэш-памяти горизонтально, технология V-NAND размещает ячейки памяти вертикально. Чтобы использовать аналогию, представьте себе район. Традиционные твердотельные накопители MLC представляют собой пригород с множеством одно- или двухэтажных домов. V-NAND — район многоэтажных жилых домов. Для покупателя V-NAND позволяет использовать твердотельные накопители большой емкости без резкого увеличения цены.

  • Плюсы: Средняя емкость хранения, низкие цены
  • Минусы: производительность на уровне твердотельных накопителей TLC и немного ниже, чем у MLC
  • .

(Нажмите, чтобы увидеть полный размер)

Контроллер памяти

Ячейки флэш-памяти

NAND не существуют в вакууме внутри SSD.Каждый твердотельный накопитель имеет микросхему контроллера, которая управляет данными в ячейках памяти и обменивается данными с другими компонентами компьютера, такими как материнская плата и другие устройства хранения данных . Контроллеры памяти обрабатывают многие важные функции, присущие твердотельным накопителям, такие как выравнивание износа, чтение данных, запись данных, предоставление данных и многое другое. Из-за этого тип используемого контроллера памяти может повлиять на производительность, надежность, долговечность и другие посторонние функции накопителя.

Определить лучший контроллер памяти может быть сложно, тем более что они обычно работают хорошо.Тем не менее, рекомендуется посетить форумы или выполнить общий поиск в Интернете контроллера памяти, используемого в твердотельном накопителе, который может вас заинтересовать. Проведя это исследование, вы можете обнаружить проблемы с надежностью, необходимые обновления прошивки, известные проблемы совместимости и многое другое. Например, беглое исследование контроллеров флэш-памяти SandForce показывает, что первое поколение имело проблемы совместимости с платформой Intel® Haswell, а некоторые пользователи серии SF-2000 сообщали о зависании и синем экране смерти.

Производительность диска

: количество операций ввода-вывода в секунду в сравнении с задержкой

Потребители, покупающие твердотельные накопители и жесткие диски, часто обращают пристальное внимание на пропускную способность твердотельных накопителей, обычно представляемую как максимальное количество операций чтения / записи, как ключевой фактор при определении производительности накопителя. Хотя это правда, скорости чтения / записи действительно влияют на скорость записи и чтения файлов на диск и с диска — они не имеют существенного значения. Скорость чтения / записи имеет значение в первую очередь при передаче большого количества данных на диск или с него.

В большинстве случаев использования для бизнеса количество операций ввода-вывода в секунду или IOPS — это показатель, который наилучшим образом измеряет производительность SSD.IOPS подсчитывает случайные эхо-запросы к диску и измеряет производительность, которую вы ощущаете при загрузке компьютера и открытии приложений. Опять же, мы не будем здесь углубляться в физику. IOPS показывает, как часто SSD может выполнять передачу данных каждую секунду для извлечения данных, случайно сохраненных на диске. Для офисных приложений и производственного программного обеспечения IOPS служит лучшим показателем производительности накопителя, чем пропускная способность. Это означает, насколько часто и быстро можно получить доступ к данным в многопользовательской среде.

Емкость SSD-накопителя

Какого размера должен быть ваш SSD? Сколько данных вы хотите сохранить? Идеальная емкость твердотельного накопителя во многом зависит от вашего сценария использования. На текущем рынке SSD обычно варьируются от 256 ГБ до 2 ТБ. Чем больше объем дисков, тем меньше стоимость гигабайта. Исторически популярной конфигурацией настольных компьютеров является наличие меньшего SSD (250 ГБ) для хранения операционной системы и основных приложений для повышения производительности. SSD используется в тандеме с большим жестким диском, на котором хранятся рабочие файлы и мультимедиа.На данный момент цены на хранилище SSD упали настолько, что хранилище полностью на SSD является разумным обновлением для большинства случаев использования.

SSD надежность и жизненный цикл

Общий рейтинг надежности для твердотельных накопителей — это среднее время наработки на отказ, и это своего рода сложная концепция для понимания. Википедия определяет это так: MTBF — это прогнозируемое время между внутренними отказами механической или электронной системы во время нормальной работы системы. Теперь мы разберемся, что это на самом деле означает.

Вы обнаружите, что рейтинг MTBF исчисляется миллионами часов. Если MTBF составляет 1,5 миллиона часов, это не означает, что ваш SSD буквально прослужит 1,5 миллиона часов, что составляет более 170 лет. Вместо этого MTBF является мерой вероятности отказа в контексте большого размера выборки дисков.

Допустим, показатель MTBF составляет 1,2 миллиона, и этот диск используется восемь часов в день. При размере выборки в 1000 дисков вы обнаружите, что в среднем один диск выходит из строя каждые 150 дней или около того.

Давайте посчитаем:

  • 1000 приводов по 8 часов в день = 8000 часов работы.
  • 8000 часов работы за 150 дней = 1,2 миллиона часов работы.

Циклы записи, также называемые циклами программирования и стирания или P / E, являются еще одним важным показателем, касающимся надежности SSD. SSD могут выдерживать ограниченное количество циклов записи. Когда вы записываете, стираете и перезаписываете данные на металлическую NAND твердотельного накопителя, процесс ухудшает оксидный слой, удерживающий электроны в ячейке памяти.

Различные типы архитектур NAND более устойчивы, чем другие.

Тип NAND Поддерживаемые циклы записи
SLC 100 000
MLC 10 000
3D NAND 35 000
TLC 3 000
QLC 1 000 90 188

Источник: https: //searchstorage.techtarget.ru / определение / цикл записи

Форм-фактор Интерфейс Вместимость NAND Макс.чтение, МБ / с Макс.запись Чтение IOPS Запись IOPS

P1 NVMe

M.2 PCIe 500 ГБ QLC NAND 1 900 950 90к 220к
1 ТБ 2 000 1,700 170к 240k
2 ТБ 2 000 1,750 250к 250к

MX500

2.5 дюймов SATA 250 ГБ 3D NAND 560 510 95 КБ 90к
500 ГБ
M.2 1 ТБ
2 ТБ
SAMSUNG SSD Форма Интерфейс Вместимость NAND Макс.чтение, МБ / с Макс.запись МБ / с Чтение IOPS Запись IOPS

860 ПРО

2.5 дюймов SATA 256 ГБ 3D MLC V-NAND 560 530 100 тыс. 90к
512 ГБ
1 ТБ
2 ТБ
4 ТБ

860 EVO

2,5 дюйма SATA 250 ГБ 3D TLC V-NAND 550 520 98к 90к
500 ГБ
1 ТБ
2 ТБ
4 ТБ

970 PRO NVMe

М.2 PCIe 2 ТБ 3D MLC V-NAND 3500 2700 370k 500 тыс.
4 ТБ
512 ГБ
1 ТБ

970 EVO NVMe

M.2 PCIe 250 ГБ 3D TLC 3400 2500 200k 350к
500 ГБ 370k 450к
1 ТБ 500k 450к
2 ТБ 500k 500k

860 EVO M.2

M.2 SATA 250 ГБ 3D MLC V-NAND 550 520 98к 90к
500 ГБ
1 ТБ
2 ТБ
Форма Интерфейс Вместимость NAND Макс.чтение, МБ / с Макс.запись МБ / с Чтение IOPS Запись IOPS

Pro 5400s

2.5 дюймов SATA 180 ГБ 3D TLC 560 475 71к 85к
240 ГБ
360 ГБ
480 ГБ
1 ТБ

Pro 7600p NVMe

M.2 PCIe 128 ГБ 3D TLC 3230 1625 340k 275k
256 ГБ
512 ГБ
1 ТБ
2 ТБ

Pro 6000p

М.2 PCIe 128 ГБ 3D TLC 1800 560 155к 128 КБ
256 ГБ
512 ГБ
1 ТБ

545с

2,5 дюйма SATA 512 ГБ 3D TLC 550 500 75к 80к
M.2

660P NVMe

М.2 PCIe 512 ГБ QLC 3D NAND 1800 1800 2200 КБ 2200 КБ
1 ТБ
2 ТБ
Форма Интерфейс Вместимость NAND Макс.чтение, МБ / с Макс.запись МБ / с Чтение IOPS Запись IOPS

УВ500

2.5 дюймов SATA 120 ГБ 3D TLC 520 320 79к 18к
240 ГБ 520 520 79к 25к
480 ГБ 520 520 79к 35k
960 ГБ 520 520 79к 45к
1,92 ТБ 520 520 79к 50к
М.2 2280 SATA 120 ГБ 3D TLC 520 320 79к 18к
240 ГБ 520 520 79к 25к
480 ГБ 520 520 79к 35k
960 ГБ 520 520 79к 45к
1,92 ТБ 520 520 79к 50к

A400

2.5 дюймов SATA 120 ГБ Планар TLC 500 320 не в списке
240 ГБ 500 350
480 ГБ 500 450
960 ГБ 500 450

A1000 NVMe

M.2 2280 PCIe 240 ГБ 3D TLC 1500 800 100k 80к
480 ГБ 1500 900 100k 90к
960 ГБ 1500 1000 100k 100k

Форма Интерфейс Вместимость NAND Макс.чтение, МБ / с Макс.запись МБ / с Чтение IOPS Запись IOPS

WD Синий

2.5 дюймов SATA 250 ГБ 3D NAND 550 525 95к 81к
500 ГБ 560 530 95к 84к
M.2 2280 1 ТБ 560 530 95к 84к
2 ТБ 560 530 95к 84к

WD Зеленый

2.5 дюймов SATA 120 ГБ TLC 545 525 28к 22к
M.2 2280 240 ГБ
480 ГБ

WD Черный NVMe

M.2 2280 PCIe 250 ГБ 3D NAND 3400 1600 220к 170к
500 ГБ 3400 2500 410k 330k
1 ТБ 3400 2800 500k 400 тыс.

Форма Интерфейс Вместимость NAND Макс.чтение, МБ / с Макс.запись МБ / с Чтение IOPS Запись IOPS

Extreme Pro NVMe

М.2 2280 PCIe 500 ГБ 3D NAND 3400 2400 410k 330k
1 ТБ 3400 2800 500k 400 тыс.

Ультра 3D

2,5 дюйма SATA 250 ГБ 3D NAND 525 550 95к 81к
500 ГБ 530 560 95к 84к
1 ТБ 530 560 95к 84к
2 ТБ 530 560 95к 84к

Подробнее: твердотельные накопители Adata | SSD-накопители Mushkin | Руководство по покупке твердотельных накопителей на 2019 г. Вернуться к началу

QLC против TLC против MLC против SLC — покупка SSD — технический специалист на все руки

Если вы в последнее время покупали SSD-накопитель, вы, вероятно, видели такие термины, как SLC, MLC, TLC и QLC, которые используют производители .Что все это значит?

Эти сокращения относятся к типу микросхем флэш-памяти NAND, присутствующих в этом твердотельном накопителе. У каждой микросхемы есть свои достоинства и недостатки. Мы поговорим об этом в этой статье. Кстати, я тоже сделал видео об этом на своем канале в YouTube.

Но сначала краткая анатомия SSD-накопителя

Помимо причудливого корпуса, наклеек и разъемов, SSD имеет 3 основных компонента:

  • флэш-память NAND: вот где хранятся ваши данные.В блоках энергонезависимой памяти. Это означает, что для хранения данных не требуется питание;
  • Память DDR: небольшая, но энергозависимая, присутствует не на всех твердотельных накопителях. Обычно используется в качестве кеша для ускорения часто используемых данных;
  • Контроллер: почтовый соединитель между чипами NAND и вашим ПК. «ЦП SSD», если вы хотите так выразиться;

Так что же такое флеш-память NAND?

Это новый тип хранилища данных, быстрее, чем старый добрый жесткий диск. К тому же это намного эффективнее.

Чип флеш-памяти NAND состоит из нескольких ячеек, в которых хранятся биты. Эти биты включаются или выключаются с помощью электрического импульса. Порядок ячеек внутри микросхемы флэш-памяти NAND представляет способ хранения данных на SSD. Количество бит в каждой ячейке дает название микросхемы флэш-памяти NAND. Например, SLC происходит от одноуровневой ячейки, и это означает, что каждая ячейка содержит 1 бит.

Итак, у нас есть:

  • SLC — Одноуровневая ячейка, 1 бит на ячейку;
  • MLC — многоуровневая ячейка, 2 бита на ячейку;
  • TLC — Трехуровневая ячейка, 3 бита на ячейку;
  • QLC — четырехуровневые ячейки, 4 бита на ячейку;

Почему это? Сохраняя больше битов в каждой ячейке, микросхема NAND может хранить больше данных.Это позволяет нам иметь SSD большего размера. Но помните! Есть недостатки!

Давайте рассмотрим каждый тип микросхемы NAND. Не забудьте выбрать твердотельный накопитель, отметив, что вы будете использовать на компьютере, на котором его устанавливаете. Не тратьте бессмысленно бюджет, но и не стоит слишком дешево, когда это не так!

примечание: вы увидите, как я говорю о сроке службы SSD. Я имею в виду количество полных операций записи, поддерживаемых микросхемой. Обратите внимание на значение, указанное производителем вашего твердотельного накопителя.А если вы выполняете много операций записи, ищите высокий TBW — общее количество записанных байтов. Если это NAS, с которого вы никогда ничего не удалите… не тратьте слишком много денег.

Насколько мне следует бояться TBW — всего записано байтов?

Не то чтобы боялся. Допустим, ваш твердотельный накопитель емкостью 1 ТБ имеет рейтинг 300 ТБайт TBW. Так что его можно полностью переписать 300 раз. На моем рабочем ПК (использование ~ 10-12 часов в день, кроме воскресенья), который я редко выключаю, через ~ 1 год я записал на нем 21 ТБ. Это означает, что это должно длиться, вероятно, 14 лет.Черт возьми, даже если это 10 лет, это МНОГО, если вы слегка увлекаетесь технологиями. Почему? Вы действительно думаете, что этот SSD порадует вас в 2025 году? Возможно, вам захочется более новых и крупных технологий. Так что я бы просто выбрал уважаемый бренд с достойным рейтингом TBW и хорошими показателями.

Одноуровневая ячейка — SLC NAND

Это наиболее точный тип памяти NAND, когда речь идет о чтении / записи данных. У него также самый большой срок службы.

Микросхемы

SLC могут выполнять до 100 000 полных перезаписей. Это означает, что его можно записать до 100.000 его вместимости. Обратите внимание, что SLC обычно предназначены для корпоративных приложений, так как они являются наиболее дорогостоящими из существующих.

Плюсы:

  • Самый быстрый и самый точный / точный;
  • BIg ресурс — до 100.000 TBW

Минусы:

  • Дорого;
  • Не такой уж большой по емкости. Вы, вероятно, не найдете твердотельные накопители SLC емкостью 2 ТБ;

Многоуровневая ячейка — MLC

MLC хранит 2 бита на ячейку. Это приводит к более низкой стоимости производства, большей емкости и, конечно же, более низким ценам на SSD по сравнению с SLC.

Я бы выбрал MLC SSD в качестве основного диска, если вы действительно жаждете производительности и вам нужно спокойствие для ваших данных, даже если в большинстве обычных сценариев использования он не будет сильно отличаться от SSD TLC.

Плюсы:

  • дешевле SLC накопителей;
  • стабильнее, чем TLC;
  • хорошая производительность;

Минусы:

  • не до уровня прочности SLC. Опять же, если вы не обновляете какое-то корпоративное оборудование, вас это не волнует!

Трехуровневая ячейка — TLC

TLC обеспечивает еще более низкие затраты, но за счет производительности и долговечности.

Ячейка в микросхеме флэш-памяти TLC NAND может выполнять от 3000 до 5000 перезаписей. Это все еще много, но эти диски не предназначены для корпоративного использования, поскольку они являются микросхемами потребительского уровня.

Я бы выбрал твердотельный накопитель TLC в качестве диска для ОС, если вы ограничены в средствах, но я думаю, что он отлично подходит для хранения вещей. Игры, данные, фильмы и т. Д. Я обычно использую TLC для настроек NAS, которые не видят слишком много удалений. Или как дополнительный диск на игровом / рабочем ПК.

Плюсы:

Минусы:

  • меньшая долговечность по сравнению с SLC или MLC;
  • медленнее, чем SLC и MLC;
  • некоторые диски при заполнении становятся медленными.Ищите бренд с хорошей репутацией и старайтесь не выбирать недорогие модели, чтобы избежать этого;

Четырехуровневая ячейка — QLC

Самый дешевый. Но все же QLC и особенно 3D NAND QLC по-прежнему намного быстрее старых HDD.

Обязательно выберите диск 3D NAND, если вы собираетесь использовать QLC. 3D NAND решила множество проблем с надежностью этих дисков.

Даже если у них самый низкий срок службы (около 1000 операций записи), это все равно много для среднего пользователя. Для парня / девушки, сидящего на Facebook, у которого есть домашнее задание или этот модный проект PowerPoint… это просто идеально.

Я бы использовал накопитель QLC, когда бюджет ограничен. Или если вам действительно нужно хранилище большой емкости, но у вас нет денег. Или … вы просто не так часто используете компьютер для выполнения тяжелых и интенсивных задач.

Итак, что бы я выбрал?

Помня о том, чтобы не сходить с ума по всем циклам записи, я бы выбрал что-то, что соответствует моему бюджету, от кого-нибудь с хорошей репутацией — например, Samsung, Corsair, Western Digital, Seagate или даже Kingston.

На мой взгляд, идеальная установка будет выглядеть так:

  • Диск ОС: MLC m.2 PCIe x4 500 ГБ (например, Samsung 870 PRO);
  • Накопитель: привод TLC SATA 2 ТБ (я ищу твердотельный накопитель Seagate Barracuda 120 2 ТБ SATA-III);

То есть, если вы хотите получить лучшее, что вы можете получить для своей рабочей машины, как разработчик / программист / системный администратор / 3D-работа / и т. Д. Работа должна быть сделана.

Для игр и общего использования я бы просто взял два диска TLC 2 ТБ и покончил с этим. Большинство из них действительно хороши, не обманывайтесь маркетингом.

Что я имею в виду под маркетингом не обманывайтесь? Все дело в необходимости и желании.Если вы постоянно что-то отлаживаете на нескольких локальных виртуальных машинах, вам понадобится каждая дополнительная скорость, которую может дать MLC. Тебе это нужно? Вероятно, нет, вы сэкономите пару секунд здесь и там в определенных сценариях по сравнению с TLC. Но послушайте, если вы приносите большие деньги, вам нужно быстро закончить работу.

Если вы надеетесь на самую быструю загрузку уровней в этой замечательной игре… не беспокойтесь. Просто получите TLC. И вложите эти дополнительные деньги в графический процессор / процессор, дополнительные 0,3 секунды, сброшенные на этом экране загрузки, вас не впечатлят.

О, а вот мое видео на эту тему:

Спасибо за просмотр / чтение 🙂

Вы видели мою статью о веб-хостинге?

NAND и ячейки: объяснение SLC, QLC, TLC и MLC

В наши дни все, что у вас есть, что выполняет функцию хранения данных, скорее всего, будет содержать NAND Flash; за последние годы его использование показало экспоненциальный рост, и за последнее десятилетие было поставлено продуктов на сумму в петабайтах (то есть один миллион гигабайт).

В настоящее время NAND можно встретить повсюду: ваш смартфон, сервер провайдера веб-хостинга, компьютер в вашем офисе и даже сложное медицинское оборудование могут поддерживать NAND.

Не все NAND создаются одинаково, понимание разницы между типами NAND Flash — важная задача, которую потребители обычно не замечают. Различные типы NAND имеют разные характеристики, что имеет важное значение с точки зрения производительности, долговечности, надежности и стоимости.

Что такое флеш-память NAND?

NAND Flash — это тип энергонезависимой памяти. Энергонезависимость просто означает, что NAND, в отличие от DRAM (или системной памяти), не требует питания для хранения данных. Возможность сохранять данные после выключения питания делает NAND отличным вариантом для внешних мобильных устройств хранения.

В отличие от жестких дисков (HDD), NAND Flash не является магнитной технологией, вместо этого в ней используются электрические цепи и несколько ячеек памяти для хранения данных.NAND имеет несколько преимуществ перед жесткими дисками, например, у нее нет движущихся частей, поэтому теоретически данные не будут повреждены случайным падением или падением. Устройства NAND Flash обычно меньше и легче по сравнению с жесткими дисками, но, что наиболее важно, производительность устройств NAND Flash значительно выше, чем у жестких дисков.

Главный недостаток NAND заключается в том, что они, как правило, дороги в пересчете на один гигабайт, особенно по сравнению с более традиционными жесткими дисками.Двумя наиболее распространенными способами решения этой проблемы являются либо добавление битов на ячейку, либо переход от двухмерной планарной технологии к трехмерной технологии NAND и так далее.

Кратко о 3D NAND

3D NAND, также известная как технология V-NAND, позволяет разделить ячейки NAND на несколько слоев. Многослойная NAND помогает преодолеть ограничения емкости плоской NAND. Поскольку ячейки NAND укладываются вертикально, а не горизонтально, можно достичь более высокой плотности без ущерба для целостности данных.

3D NAND не только предлагает более высокую плотность памяти по сравнению с 2D NAND, но также может обеспечить более низкое энергопотребление, лучшую выносливость, более высокие скорости чтения и записи и общую более низкую стоимость гигабайта.

Бит на ячейку

Ячейки флэш-памяти являются основными строительными блоками NAND Flash. Данные хранятся в ячейках в виде битов, биты представляют собой электрический заряд, содержащийся в ячейке, который можно легко включать и выключать с помощью электрического заряда. Добавление битов в ячейку увеличивает количество состояний, которые может иметь ячейка, тем самым экспоненциально увеличивая ее емкость.

Кроме того, количество битов, содержащихся в ячейке, служит одним из основных способов классификации флэш-памяти NAND:

Одноуровневая ячейка (SLC): они могут хранить только один бит на ячейку и принимать до двух уровней заряда.SLC NAND предлагает высочайшую производительность, надежность и долговечность (до 100 000 циклов P / E (программа / стирание)). Однако плотность памяти самая низкая среди вариантов, а цена за гигабайт значительно выше, чем у других типов. SLC доступен только в 2D-формате и в основном используется в корпоративных установках.

Многоуровневая ячейка (MLC): MLC занимает до 2 бит на ячейку и четыре уровня заряда. Доступный как в 2D, так и в 3D вариантах, MLC предлагает хорошую производительность, надежность и долговечность по более низкой цене, чем SLC.Варианты 3D NAND могут достигать циклов P / E в диапазоне 30K.

Трехуровневая ячейка (TLC): TLC хранит 3 бита на ячейку для восьми уровней заряда. Обычно используемый для продуктов потребительского уровня, TLC имеет более низкие характеристики, надежность и выносливость по сравнению с двумя предыдущими. Однако более дешевая цена и более высокая плотность памяти компенсируют падение производительности. Вариант 3D может достигать 3 тыс. Циклов P / E.

Четырехуровневая ячейка (QLC): Подобно TLC, QLC также часто встречается в продуктах потребительского уровня.5) ожидается, что ПЛК выбьет последнюю линию защиты жестких дисков, а именно высокую емкость хранилища по доступным ценам. ПЛК упростит производство недорогих твердотельных накопителей большой емкости; однако недостатки QLC в отношении выносливости, скорости и надежности все еще сохраняются.

Парадигма затрат и производительности

Хотя увеличение числа битов на ячейку — верный способ снизить затраты и увеличить емкость, это существенно отрицательно сказывается на производительности, надежности и долговечности.Каждый дополнительный бит увеличивает затраты времени на чтение и запись из ячейки, также растет потребность в напряжении и потребление энергии. Чем выше напряжение, тем выше температура, что способствует явлению, называемому утечкой электронов, и может привести к повреждению данных.

Кроме того, каждый бит, добавляемый к ячейкам, увеличивает потребность в комплексных технологиях исправления ошибок. Эти решения способствуют поддержанию хорошей целостности данных, однако делают это за счет более высокой задержки и более низкой произвольной производительности (обычно измеряемой в IOPS).

Серебряная подкладка

Несмотря на упомянутые недостатки, значительное снижение затрат и постоянно увеличивающаяся емкость хранилищ составляют справедливый компромисс. В настоящее время большинство потребителей могут получить доступ к молниеносной скорости твердотельных накопителей по очень низким ценам, причем в некоторых случаях цены начинаются от гораздо менее 100 долларов за почти 1 ТБ (например, Silicon Power PC60).

Важно помнить, что ячейки NAND — не единственный элемент, который влияет на производительность флэш-памяти, такие вещи, как используемый интерфейс, избыточное выделение ресурсов (выделение части доступного хранилища для контроллера), кэширование SLC, Контроллер, включение DRAM, среди прочего, также играет важную роль.

Как и большинство покупок, в конечном итоге все сводится к потребителю и его конкретным потребностям. Точно так же, как QLC не станет исключением для провайдера 5G, ищущего варианты хранения для своих базовых станций, решения SLC будут излишними для среднего потребителя.

Энтони Спенс, специалист по маркетингу Silicon Power

SLC против MLC против TLC против QLC — Какой SSD я должен купить для ПК?

Доступные на рынке твердотельные накопители обычно подразделяются на твердотельные накопители SLC, MLC и TLC.На первый взгляд, различия между тремя типами твердотельных накопителей могут показаться несущественными, но их различная стоимость и емкость могут сбить с толку пользователя. Выбор правильного твердотельного накопителя для конкретных случаев использования может помочь получить максимальную производительность от вашей покупки и сэкономить ваши деньги. Изучение основ работы SSD может помочь нам выбрать лучший SSD, отвечающий нашим требованиям.

Хранение данных — HDD против SSD?

Цифровые данные хранятся в двоичной форме, известной как биты, которые представляют собой не что иное, как последовательность нулей и единиц.HDD использует магнитные пластины для хранения данных. Каждая пластина разделена на миллиарды мельчайших участков, которые можно намагничивать и размагничивать. Намагниченная область соответствует 1, а размагниченная область — 0.

С другой стороны, твердотельные накопители используют флэш-память (NAND), состоящую из ячеек для хранения данных, а не магнитных пластин. Когда элемент заряжен, он будет представлять 1, а когда он разряжен, он будет представлять 0. Доступ к данным осуществляется из ячейки во флэш-памяти электронным способом, в то время как для чтения и записи данных на пластины требуется механический процесс.Это делает твердотельные накопители быстрее, чем жесткие диски. Проще говоря, флэш-память функционирует как оперативная память, но является энергонезависимой, то есть сохраняет данные даже после выключения компьютера.

Типы ячеек флэш-памяти в твердотельных накопителях

Во флэш-памяти используются различные типы ячеек памяти. Ячейки классифицируются на основе количества битов, которые они могут хранить. Некоторые ячейки могут хранить один бит, в то время как другие могут хранить несколько битов данных.

Ячейки памяти делятся на следующие типы:

  • Одноуровневые ячейки (SLC) — Каждая ячейка может хранить один бит данных.
  • Многоуровневые ячейки (MLC) — Каждая ячейка может хранить два или более бит данных.
  • Ячейки тройного уровня (TLC) — Каждая ячейка может хранить три бита данных.

Почему имеет значение тип ячеек памяти, используемых в твердотельных накопителях?

Тип ячеек памяти, используемых в SSD, определяет стоимость, производительность и надежность (срок службы) SSD. Ячейка памяти может быть записана только определенное количество раз за время ее существования. Ячейка, в которой хранится только один бит, будет записана меньше раз, чем ячейка, в которой хранятся три бита данных.Чем меньше записей в ячейку, тем дольше будет ее срок службы.

Производительность твердотельного накопителя также будет зависеть от его ячеек флэш-памяти. Твердотельные накопители с ячейками с тремя битами данных будут работать медленнее, так как есть больше бит для чтения. Операции чтения и записи займут больше времени по сравнению с твердотельными накопителями MLC. SLC SSD будут самыми быстрыми среди трех типов SSD, поскольку они хранят только один бит на ячейку.

Стоимость SSD определяется типом его ячейки. Твердотельные накопители, в ячейках которых хранится один бит данных, будут стоить дороже, чем твердотельные накопители с густонаселенными ячейками, т.е.е. они хранят два или более бит данных.

Выбор подходящего SSD — SLC против MLC против TLC

SLC — Одноуровневые ячейки

Одноуровневые ячейки

или твердотельные накопители SLC хранят только один бит на ячейку, что делает их самыми быстрыми твердотельными накопителями, доступными на сегодняшний день. Они также имеют более длительный срок службы, чем твердотельные накопители MLC и TLC, из-за меньшего количества операций чтения и записи на ячейку. Однако их низкая плотность данных означает, что они чрезвычайно дороги по сравнению с твердотельными накопителями MLC и TLC. Из-за их высокой стоимости они используются только в корпоративных сценариях, таких как центры обработки данных, где скорость и надежность имеют первостепенное значение.

MLC — Многоуровневые ячейки

Многоуровневые ячейки по существу состоят из всех типов ячеек, которые могут хранить более одного бита. Однако большинство компаний используют MLC для представления твердотельных накопителей, которые могут хранить два бита данных на ячейку. Некоторые производители используют 2MLC вместо простого MLC для обозначения твердотельных накопителей с двумя битами данных на ячейку.

MLC или, в частности, 2MLC SSD — лучшее место при рассмотрении трех типов SSD на основе их ячеек памяти. Они представляют собой правильное сочетание производительности, скорости и надежности, при этом находясь в рамках бюджета большинства потребителей.Твердотельные накопители 2MLC быстрее и имеют более длительный срок службы, чем твердотельные накопители TLC, но при этом лишь немного дороже.

Твердотельные накопители

MLC — идеальный выбор для серверов, людей, которые запускают приложения, интенсивно использующие диск, такие как программное обеспечение для редактирования видео, и обычных потребителей, которые стремятся добиться максимальной производительности из своих систем.

TLC — трехуровневые ячейки

Ячейки тройного уровня

могут хранить три бита на ячейку. Твердотельные накопители TLC могут хранить больше бит на ячейку и, следовательно, доступны с большой емкостью.Кроме того, они являются наиболее доступными из всех трех типов твердотельных накопителей из-за плотной упаковки ячеек. Однако это также означает, что они имеют сравнительно более низкую производительность и надежность, чем твердотельные накопители SLC и MLC.

Они разработаны, чтобы предоставить недорогой вариант пользователям, которым нужны твердотельные накопители большой емкости по невысокой цене. Пользователи, которые выполняют повседневные задачи на своих устройствах, но которым необходимо повысить производительность своих ноутбуков и настольных компьютеров, могут рассмотреть возможность использования твердотельных накопителей TLC. Они также идеально подходят для пользователей, которые хотят хранить медиафайлы на SSD.

Некоторые компании также используют номенклатуру 3 MLC для представления ячеек памяти, которые могут хранить три бита вместо TLC в своих спецификациях SSD. Samsung — один из таких брендов, который использует брендинг 3MLC на своих твердотельных накопителях серии EVO вместо TLC.

Твердотельные накопители SATA3 и M.2 SATA потребительского уровня доступны в вариантах MLC и TLC. Твердотельные накопители NVMe в основном используют флэш-память MLC, поскольку они предназначены для повышения производительности, но также доступны несколько вариантов TLC. Вы можете выбрать один из них в зависимости от ваших требований и бюджета.

TLC против QLC NAND: выберите лучшую технологию памяти для своего приложения хранения

Join Transform 2021 с 12 по 16 июля. Зарегистрируйтесь на мероприятие года по искусственному интеллекту.


Эта статья является частью серии Technology Insight, которая стала возможной при финансовой поддержке Intel.

Если вы не заметили, твердотельные накопители становятся все больше и быстрее. Еще в 2008 году современный корпоративный твердотельный накопитель имел емкость 32 ГБ и позволял перемещать файлы со скоростью до 250 МБ / с.Сегодня версия на 32 ТБ может считывать данные последовательно со скоростью 3200 МБ / с. Это увеличение в 1000 раз и ускорение более чем в 10 раз.

Эти невероятные успехи стали возможными благодаря хранению большего количества бит данных в каждой ячейке памяти, а затем установке большего количества ячеек памяти в каждый чип флэш-памяти NAND. Например, одноуровневая флэш-память ячейки X25-E содержала по одному биту в каждой ячейке; новый твердотельный накопитель D5-P4326 помещает четыре бита в одно и то же пространство.

Промышленность движется к твердотельным накопителям большей емкости, стремясь сохранить данные, близкие к ресурсам обработки.Но просто покупка самого большого SSD — не лучший способ для ИТ-специалистов создавать сложные системы хранения. Прежде чем выбирать диски для следующего приложения, убедитесь, что вы понимаете, как флэш-память NAND влияет на производительность, долговечность и плотность.

Готовы ли вы к эпохе зеттабайтов?

  • ~ 32ZB данных были созданы в 2018 году, согласно IDC
  • Текущие прогнозы предполагают, что ~ 103ZB будет создано в 2023 году
  • Масштабирование твердотельной памяти для удовлетворения этого спроса требует более плотной NAND (ось x / y), большего количества слоев NAND на кристалл (ось z) и большего количества бит на ячейку памяти
  • Четырехуровневая ячейка (QLC) NAND предлагает преимущество масштабирования на 33% по сравнению с существующей памятью с трехуровневой ячейкой (TLC), но создает проблемы с производительностью записи и долговечностью.
  • В результате TLC остается важной технологией памяти в рабочих нагрузках с интенсивной записью.Ожидайте, что эти две технологии будут дополнять друг друга.

3D QLC NAND: куда мы идем

Флэш-память NAND в твердотельном накопителе Intel D5-P4326 называется 3D QLC. Когда мы говорим о QLC или технологии четырехуровневых ячеек, мы имеем в виду способность каждой ячейки памяти сохранять четыре бита данных при 15 различных пороговых напряжениях. 3D — это ссылка на способ построения ячеек памяти.

Раньше эти элементы располагались бок о бок на кремниевой подложке.Их плотность увеличивалась, поскольку новые процессы литографии позволили разместить больше из них на плоской поверхности. Но поскольку масштабирование по осям x и y становилось все труднее, производители начали организовывать ячейки вертикально и трехмерно по оси z.

Преимущества 3D NAND над 2D плоской NAND, естественно, включают гораздо более высокую плотность. В 3D NAND также можно записывать и стирать больше раз, чем в планарную NAND, благодаря более крупным ячейкам памяти. Эта технология обеспечивает более низкое энергопотребление, лучшую производительность и меньшую стоимость одного бита хранилища.

Во флеш-устройстве, состоящем из 64 слоев, 3D NAND обеспечивает в 64 раза большую плотность ячеек, чем планарная память. Таким образом, втискивание большего количества данных в каждую ячейку служит множителем. Итак, технология QLC берет это 64x и превращает его в 256x. В частности, для 64-слойной 3D NAND Intel, которую она использует в твердотельном накопителе D5-P4326, компания может установить плотность 1 Тбайт на кристалл. А увеличение количества флэш-памяти на кристалл позволяет получить твердотельные накопители большей емкости в тех же привычных форм-факторах.

3D TLC NAND: новейшая технология памяти

В то время как QLC NAND хранит четыре бита на ячейку, определяя одно из 16 возможных состояний заряда, NAND трехуровневой ячейки (TLC) отслеживает только восемь.Конечно, это по-прежнему непростая задача. Но поскольку в TLC NAND записывается меньше битов по сравнению с памятью QLC, TLC может выдерживать большее количество циклов программирования / стирания, прежде чем его ячейки начнут изнашиваться.

Вверху: для хранения четырех битов в ячейке памяти QLC требуется различать 16 различных состояний заряда. Три бита в TLC NAND могут быть достигнуты с восемью состояниями заряда. Обе технологии намного сложнее, чем старые технологии MLC или SLC.

TLC flash тоже быстрее, чем QLC.Оказывается, различие между вдвое большим количеством состояний заряда делает QLC более подверженным ошибкам, чем TLC flash. И хотя обе технологии используют алгоритмы кода с исправлением ошибок для поддержания целостности ваших данных, этот процесс требует большего количества циклов обработки на дисках на основе QLC, что особенно сильно сказывается на производительности записи.

Выбор правильного профиля производительности для вашего приложения

Согласно презентации, представленной на саммите Flash Memory Summit 2019, Кент Смит из Micron дал понять, что новейшие твердотельные накопители на базе QLC предназначены для расширения существующих твердотельных накопителей TLC, а не для их замены.Он отметил, что цены QLC ставят эту технологию далеко вперед по сравнению с жесткими дисками с 55 миллионами 7200 об / мин (или выше), которые планируется поставить в 2019 году.

Зная, что 3D TLC и 3D QLC существуют бок о бок на полке, как (и, возможно, что более важно, почему), как выбрать между ними? Все дело в понимании вашего приложения для хранения.

Поскольку QLC NAND может считываться последовательно так же быстро, как и TLC NAND, он отлично подходит для рабочих нагрузок с большим количеством операций чтения. И наоборот, TLC NAND имеет преимущество в производительности записи.Когда вы применяете эти сильные стороны к спектру соотношений чтения и записи, легко визуализировать, где каждая технология подходит лучше всего. Смит пошел еще дальше, добавив размеры блоков к своей структуре. Он продемонстрировал твердотельные накопители QLC для смешанных рабочих нагрузок, обрабатывающих большие блоки данных.

Вверху: твердотельные накопители TLC и QLC дополняют друг друга. Первый лучше всего справляется с рабочими нагрузками с большим количеством операций записи, а второй предлагает отличную производительность чтения при более низкой цене за бит, чем флэш-память TLC.

Более того, в презентации Смита был предложен ряд чувствительных к производительности рабочих нагрузок, которые исторически выполнялись на жестких дисках, которые считывают данные не менее 90% времени или в значительной степени полагаются на случайное чтение и последовательную запись.Озера данных ИИ, периферийная аналитика (включая 5G), большие данные (Hadoop), хранилища объектов, базы данных SQL, сети доставки контента, облачные сервисы, уровни емкости vSAN, а также хранилище финансового регулирования и соответствия — все это главные кандидаты для перехода на QLC. -на основе SSD.

В то время как традиционный шаблон ввода-вывода центра обработки данных может включать четыре чтения для каждой записи, алгоритмы глубокого обучения, которые используют ИИ, оцениваются в 5000 операций чтения для каждой записи, согласно данным, представленным Micron. Более крупный и дешевый твердотельный накопитель на базе QLC идеально подходит для подобного приложения.

«Netflix — еще один хороший пример того, как QLC NAND работает хорошо», — сказал Майкл Скрибер, старший директор по управлению серверными решениями в Supermicro. «Они собираются однажды написать фильм для своей системы. Тогда клиенты будут читать этот фильм миллион раз с той же производительностью и более низкой стоимостью по сравнению с TLC ».

Выносливость тоже имеет значение

Помимо производительности, соотношение операций чтения и записи в вашем приложении также влияет на выносливость. Поскольку QLC NAND рассчитан на меньшее количество циклов программирования / стирания, чем TLC, рабочие нагрузки с большим объемом записи изнашивают ячейки памяти быстрее.Однако эти задачи кажутся исключением. По данным Micron, четыре из пяти корпоративных твердотельных накопителей, поставленных в 2018 году, были рассчитаны на менее одной записи на диск в день (DWPD). Этот показатель показывает, какой процент емкости твердотельного накопителя вы можете записывать на диск каждый день в течение гарантийного срока.

Вверху: Согласно Micron, 4/5 всех корпоративных накопителей, поставленных в 2018 году, были рассчитаны на менее 1 DWPD, что свидетельствует о снижении потребности в твердотельных накопителях с высокой износостойкостью.

Во времена Intel X25-E одной записи на диск — всего 32 ГБ — было бы явно недостаточно.Но если учесть емкость современных твердотельных накопителей, более низкий рейтинг выносливости будет легче переносить.

«Если у меня есть диск емкостью 8 ТБ (TLC), рассчитанный на 1 DWPD, я могу писать 8 ТБ каждый день в течение пяти лет, и моя гарантия все еще в силе», — сказал Скрайбер из Supermicro. «С другой стороны, если у меня есть диск емкостью 16 ТБ (QLC), который годится только для 0,5 DWPD, я все равно могу писать 8 ТБ в день в течение следующих пяти лет, и с ним все будет хорошо».

Когда вы думаете о 32 SSD D5-P4326 на передней панели сервера высотой 1U и 500 ТБ объединенной емкости, которую они представляют, спросите, будет ли ваше приложение ежедневно записывать 250 ТБ или 300 ТБ, прежде чем бить тревогу по поводу выносливости.

TLC и QLC NAND дополняют друг друга

К 2025 году Western Digital прогнозирует, что 50% поставляемых флеш-битов NAND будут 3D QLC, а 3D TLC будет составлять большую часть того, что осталось. QLC NAND будет постепенно вытеснять некоторый объем TLC NAND между моментом и временем. Однако обе технологии по-прежнему важны для продвижения вперед.

Вверху: К 2025 году половина поставляемых битов будет основана на 3D QLC NAND. Другая половина будет 3D TLC. Planar NAND почти исчезнет.

В качестве примера можно привести твердотельный накопитель Intel DC P4510 и его твердотельный накопитель D5-P4326. Оба доступны в форм-факторах E1.L с емкостью до 15,36 ТБ, и на оба распространяется пятилетняя гарантия. Но SSD DC P4510 состоит из 3D TLC NAND, уложенных в стек на 64 уровня и способных к последовательному чтению и записи 3,1 ГБ / с. В SSD D5-P4326 используется 64-слойная 3D QLC NAND, которая обеспечивает скорость последовательного чтения до 3,2 ГБ / с, но при записи падает до 1,6 ГБ / с.