Напредни водич за куповину ССД-а: НАНД типови, ДРАМ кеш меморија, објашњени ХМБ

Складиштење је једна од најважнијих компоненти сваког рачунара. Још од дана физички гигантских 64КБ дискова, складиштење постаје све важнији део рачунара. То је такође један од најосетљивијих делова рачунара, јер садржи све ваше драгоцене податке. Ако ваш систем за складиштење закаже, резултати могу варирати од благо досадних до катастрофалних губитака. Стога је пресудно знати о погонима којима поверите податке пре него што их купите.

ССД Самсунг 970 Ево НВМе је популаран избор за оне који траже високе перформансе. - Слика: Самсунг

Последњих година примећујемо експоненцијални пораст потражње не само за пуно простора за складиштење већ и за брзим складиштењем. То је углавном због чињенице да су се игре изузетно повећале, захваљујући невероватним текстурама и огромним отвореним световима. Играчи и креатори садржаја такође жуде за брзим складиштењем, јер модерни рачунари имају невероватно моћан хардвер који не може да покаже свој стварни потенцијал уколико уређај за складиштење не може да га прати.

Пораст ССД-ова

Унесите ССД уређаје или ССД дискове. ССД-ови су постали популарни почетком деценије и од тада су постали битне компоненте у било којој модерној опреми за игре или радне станице. Ако избаците неке веома ограничене грађевине, сматра се виталним да савремени рачунар има неки облик Солид Стате Стораге-а. Чак и мали ССД од 120 ГБ може бити велико побољшање у односу на архаични чврсти диск. У данашње време врло је популарна пракса да се мањи ССД упари са великим чврстим диском у машини. Оперативни систем (ОС) је инсталиран на ССД-у, док чврсти диск обрађује велике датотеке као што су игре, филмови, медији итд. То ствара идеалан однос вредности и перформанси.

Основе ССД-а

У својој основи, ССД се битно разликује од чврстог диска. Иако чврсти диск садржи обртне плоче, ССД уопште нема покретних делова. ССД је потпуно чврст, као што му само име говори. Подаци се чувају у НАНД Фласх ћелијама, унутар ССД-а. Ово је облик флеш меморије сличан оном који се налази на меморијским картицама и паметним телефонима. Пре него што заронимо у показатеље учинка, погледајмо све техничке терминологије на које можете наићи приликом куповине ССД-а 2020. године.

ССД се често може наћи помоћу једног од 3 типа интерфејса:

• Серијски АТА (САТА): Ово је најосновнији облик интерфејса који ССД може користити. САТА је исти интерфејс као и традиционални чврсти диск, али разлика је у томе што ССД заправо може да засити максимални пропусни опсег ове везе и стога испоручује много брже брзине. САТА ССД обично испоручује брзине читања / писања од око 530/500 МБ / с. За референцу, традиционални чврсти диск може у најбољем случају управљати само око 100 МБ / с.
• ПЦИе Ген 3 (НВМе): Ово је тренутни сегмент ССД тржишта од средњег до високог нивоа. НВМе погони су скупљи од САТА погона, али су и много бржи од њих. То је зато што они заправо користе ПЦИ Екпресс интерфејс уместо САТА. ПЦИ Екпресс је исти интерфејс који користи графичка картица рачунара. Може бити изузетно бржи од традиционалне САТА везе, па стога НВМе ССД дискови могу пружити брзине читања до 3500 МБ / с. Брзине писања су мало ниже од брзине читања.
• ПЦИе Ген 4: Ово је крвава ивица ССД технологије. Док НВМе користи Ген 3 верзију ПЦИ Екпресс, ови ССД-ови користе 4^тхПЦИе Ген 4 има двоструку пропусност од ПЦИе Ген 3, стога ови ССД-ови могу пружити брзине читања до 5000 МБ / с и брзине уписа до 4400 МБ / с. Ипак је потребна подршка за ПЦИе Ген 4 (која у време писања овог текста укључује само АМД-ове Кс570 и Б550 платформу Ризен процесора), а сами погони су знатно скупљи.

ССД дискови су различитих облика и величина - Слика: ТомсХардваре

Фактор облика

ССД-ови се могу наћи у три главна облика облика:

• 2,5-инчни погон: Ово је физички већи фактор облика који мора бити инсталиран негде у кућишту. Само САТА ССД долазе у овом фактору облика. За овај погон се морају испоручити засебни САТА кабл за пренос података и САТА кабл за напајање.
• М.2 Фактор облика: М.2 је много мањи фактор облика који не захтева никакве каблове, јер се поставља директно на матичну плочу. ССД-ови у овом фактору облика подсећају на жвакаћу гуму. И ПЦИе (НВМе или Ген 4) и САТА уређаји могу се испоручити у овом фактору облика. М.2 утор на матичној плочи неопходан је за инсталирање ССД-а који користи овај фактор облика. Иако је могуће да САТА погон долази у облику 2,5 инча и М.2, НВМе или ПЦИе Ген 4 погон може бити доступан само у М.2 облику јер ови дискови морају да комуницирају помоћу ПЦИ Екпресс трака. М.2 дискови такође могу да се разликују у дужини. Најчешћа величина је М.2 Тип-2280. Преносни рачунари углавном подржавају само једну величину, док матичне плоче столова имају сидришта за различите величине.
• ССД додатна картица (АИЦ): Ови ССД-ови су обликовани попут картица и убацују се у један од ПЦИ Екпресс слотова на матичној плочи (попут графичке картице). Они такође користе ПЦИ Екпресс интерфејс и углавном су врло брзи ССД-ови због великог потенцијала хлађења које нуди велика површина. Ово се, међутим, може инсталирати само на стоним рачунарима. Може бити корисно ако ваша матична плоча нема бесплатне М.2 слотове.

3 главна фактора облика ССД-ова - Слика: ТомсХардваре

НАНД Фласх

НАНД флеш је врста трајне меморије која не захтева никакву снагу за задржавање података. НАНД Фласх податке складишти као блокове и за похрану података ослања се на електричне кругове. Када флеш меморија нема доступно напајање, користи метал-оксидни полупроводник да би обезбедио додатно пуњење, задржавајући тако податке.

НАНД или НАНД Фласх долази у више формата Није неопходно баш да своју одлуку о куповини заснивате на типу НАНД-а, али свеједно је корисно знати предности и недостатке сваког од њих.

• Једнослојна ћелија (СЛЦ): Ово је прва врста флеш меморије која је била доступна као флеш меморија. Као што и само име говори, он чува један бит података по ћелији и самим тим је врло брз и дуготрајан. Међутим, са друге стране, није баш густ у погледу количине података које може да ускладишти, што га чини веома скупим. У данашње време се често не користи у главним ССД-овима и ограничен је на врло брзе пословне погоне или мале количине кеш меморије.
• Вишеслојна ћелија (МЛЦ): Упркос томе што је спорији, МЛЦ даје могућност складиштења више података по нижој цени од СЛЦ. Многи од ових погона имају малу количину СЛЦ кеш меморије (адекватно названу СЛЦ техника кеширања) ради побољшања брзине при чему кеш меморија делује као бафер за писање. МЛЦ је такође данас замењен ТЛЦ-ом у већини потрошачких дискова, а МЛЦ стандард је ограничен на решења за предузећа.
• Трострука ћелија (ТЛЦ): ТЛЦ је и даље врло чест у данашњим главним ССД-овима. Иако је спорији од МЛЦ-а, омогућава веће капацитете по нижој цени због могућности писања више података у једну ћелију. Већина ТЛЦ погона користи неку врсту СЛЦ кеширања што побољшава перформансе. У недостатку кеш меморије, ТЛЦ погон није много бржи од традиционалног чврстог диска. За нормалне потрошаче ови дискови нуде добру вредност и фину равнотежу између перформанси и цене. Професионални и професионални корисници треба да размотре МЛЦ погоне корпоративног нивоа за још боље перформансе уколико им се учини потребним.
• Четворостепена ћелија (КЛЦ): Ово је следећи ниво технологије складиштења који обећава веће капацитете по још јефтинијим ценама. Такође користи технику кеширања да би се обезбедиле добре брзине. Издржљивост може бити мало нижа са погонима који користе КЛЦ НАНД, а трајне перформансе писања могу постати мање када се кеш меморија попуни. Међутим, требало би да уведе пространије дискове по приступачним ценама.

ССД Теардовн открива НАНД Фласх чипове и друге компоненте - Слика: СторагеРевиев

3Д НАНД слојеви

2Д или Планар НАНД има само један слој меморијских ћелија, док 3Д НАНД слоји ћелије једну на другу. Произвођачи погона сада слоје све више слогова један на други што доводи до гушћих, пространијих и јефтинијих погона. У данашње време 3Д НАНД слојеви постали су заиста уобичајени и већина уобичајених ССД-ова користи ову технику. Ови дискови коштају мање него њихови равни планери, јер је јефтиније произвести густији сложени фласх пакет у поређењу са 2Д. Самсунг ову имплементацију назива „В-НАНД“, док ју је Тосхиба назвала „БИСЦ-Фласх“. Ова спецификација не би требало да утиче на вашу одлуку о куповини на било који начин, осим на цену.

Самсунгов дијаграм приказује разлику између 2Д и 3Д НАНД - Слика: Гуру3Д

Контролери

Контролер се може донекле схватити као процесор погона. Тело за усмеравање унутар погона управља свим операцијама читања и писања. Такође се бави и другим задацима перформанси и одржавања унутар погона, као што су нивелисање хабања, обезбеђивање података итд. Занимљиво је напоменути да је, као и већина рачунара, већи број језгара бољи када теже већим перформансама и већем капацитету.

Контролер такође укључује електронику која повезује флеш меморију са ССД улазно / излазним интерфејсима. Генерално, контролер се састоји од следећих компоненти:

• Уграђени процесор - обично 32-битни микроконтролер
• РОМ са уграђеним фирмвером за електрично брисање података
• Системска РАМ
• Подршка за екстерну РАМ меморију
• Интерфејс Фласх компоненте
• Домаћин Електрични интерфејс
• Круг за исправљање грешака (ЕЦЦ)

Елементи ССД контролера - Слика: СторагеРевиев

Контролер ССД-а може бити важно знати о њему, али у већини случајева не би требало да у великој мери утиче на одлуку о куповини. Одређени бројеви модела контролера могу се лако пронаћи на страницама са спецификацијама ССД-ова. На мрежи се могу читати прегледи о контролеру уколико желе да се знају о одређеним детаљима његовог рада.

ДРАМ кеш меморија

Кад год систем нареди ССД-у да преузме неке податке, погон мора да зна где се тачно подаци чувају у меморијским ћелијама. Из тог разлога, погон чува неку врсту „мапе“ која активно прати где се сви подаци физички чувају. Ова „мапа“ се чува у ДРАМ кеш меморији уређаја. Ова кеш меморија је засебан меморијски чип велике брзине унутар ССД-а, који често може бити од велике важности. Овај облик меморије је много бржи од засебног НАНД Фласх-а унутар ССД-а.

Значај ДРАМ кеш меморије

ДРАМ кеш меморија може бити важна више него само држање мапе података. ССД прилично помера податке у настојању да продужи свој животни век. Ова техника се назива „Изравнавање хабања“ и користи се у настојању да се спречи да се неке меморијске ћелије пребрзо истроше. ДРАМ кеш меморија може бити од велике помоћи у овом процесу. ДРАМ кеш меморија такође може побољшати укупну брзину диска, јер ОС не би морао да чека толико дуго да пронађе жељене податке на диску. Ово може значајно побољшати перформансе у „ОС погонима“, у којима постоји много малих операција које се дешавају врло брзо. ССД-ови без ДРАМ-а такође пружају знатно лошије перформансе у случајним Р / В сценаријима. Уобичајени задаци попут прегледавања Веба и ОС процеса ослањају се на добре насумичне Р / В перформансе. Стога није добра идеја да уштедите неколико долара и покупите ССД без ДРАМ-а више од оног са одговарајућим системом кеширања.

Техника меморије хоста (ХМБ)

Знамо да ССД-ови без интерне ДРАМ кеш меморије преплављују тржиште као јефтиније алтернативе, али нуде лошије перформансе од ССД-ова који укључују ДРАМ кеш меморију. Бездрамни ССД-ови нису ограничени на јефтине 2,5-инчне САТА ССД-ове, мада многи НВМе ССД-ови средње класе такође не садрже интерну ДРАМ-кеш меморију. Овде на сцену ступа Хост Мемори Буффер или ХМБ техника.

НВМе дискови комуницирају са матичном плочом преко ПЦИе интерфејса. Једна од предности овог интерфејса у односу на САТА је у томе што омогућава погону да приступи системској РАМ меморији и део ње користи као сопствену кеш меморију ДРАМ-а. Управо то се постиже ХМБ погонима. Ови НВМе дискови надокнађују недостатак кеш меморије користећи мали део системске РАМ меморије као ДРАМ кеш меморију. Ублажава многе недостатке перформанси чистог ССД-а без ДРАМ-а. Такође може бити јефтинији од НВМе дискова који укључују уграђену ДРАМ кеш меморију.

ДРАМ кеш вс ХМБ. Обратите пажњу на учешће ЦПУ ДРАМ-а у процесу ХМБ - Слика: Киокиа

Компензација

Сигурно да јефтинији дискови не могу тек тако да се извуку користећи системску РАМ меморију? Иако засигурно постоје предности коришћења ХМБ технике у односу на то што се уопште не користи кеш меморија, ниво перформанси још увек није раван дисковима који имају кеш меморију. ХМБ нуди донекле средњу перформансу. Случајне Р / В перформансе побољшане су у односу на ССД-ове без ДРАМ-а, а побољшана је и укупна одзивност система, али не на ниво погона са уграђеном кеш меморијом. Све се своди на компромис око трошкова или перформанси.

Треба напоменути да, јер ХМБ користи НВМе протокол преко ПЦИ Екпресс, не може се користити на традиционалним САТА ССД-овима.

Преференце

Нема сумње да ако тражите апсолутно најбоље перформансе, не бисте требали купити ССД без ДРАМ кеш меморије. Иако ХМБ може бити користан за побољшање перформанси, и даље постоје компромиси који постоје са таквим заобилазним решењима. Међутим, ако тражите вредан НВМе ССД, неке од опција које нуде ХМБ функције могу бити атрактивне у односу на друге дискове са ДРАМ кеш меморијом. Учинак у учинку можда није толико значајан као уштеда трошкова. У већини случајева треба избегавати куповину САТА ССД-а без ДРАМ-а.

Анализа учинка

ИОПС

Улаз / излаз у секунди или ИОПС је показатељ који се сматра најтачнијим при процени перформанси ССД-а. Произвођачи бројеве за случајно читање / писање оглашавају врло агресивно, али такође могу довести у заблуду јер се ти бројеви ретко могу постићи у стварним сценаријима. ИОПС броји насумичне пингове на уређају и мери перформансе које осећате приликом покретања апликације или покретања рачунара. ИОПС генерално показује колико често ССД може да изврши пренос података сваке секунде да би дохватио податке насумично ускладиштене на диску. ИОПС служи као стварнији показатељ од сировог протока.

Максималне брзине читања / писања

То су бројеви који се прилично често могу видети у маркетиншком материјалу. Ови бројеви представљају проток ССД-а. Ови бројеви (обично средњих 500 МБ / с за САТА, до 3500 МБ / с за НВМе) могу бити прилично атрактивни за купца и стога су агресивно потиснути на челу маркетиншког материјала. У стварности, то уопште није показатељ брзине у стварном свету и битно је првенствено током писања или читања велике количине података одједном.

Синтетичка мерила показују импресивно високе бројеве за брже дискове - Слика: ХардвареУнбокед

ССД као ОС погон

Ако тражите ССД уређај за укључивање оперативног система, треба узети у обзир неке важне факторе. Прво, ОС дискови морају истовремено радити на многим малим операцијама. То значи да велике насумичне брзине Р / В могу бити од велике помоћи у овом погледу. Треба узети у обзир и ИОПС вредности погона, јер оне више указују на реални сценарио. Нека врста технике кеширања, било ДРАМ кеш меморија или ХМБ кеш меморија, треба сматрати неопходном у погону који је предвиђен за употребу као ОС погон. Можете се извући са јефтинијим погоном без ДРАМ-а, али његова издржљивост и перформансе биће много нижи од погона на којима се налази кеш меморија. Било која врста ССД-а је ипак значајан напредак у односу на традиционалне дискове, па се сматра виталним имати барем ОС ССД у модерним системима.

ССД као Гаме Дриве

Коришћење ССД-а као диска за чување игара може бити привлачан подстицај. ССД-ови су много бржи од ХДД-ова, тако да пружају много брже време учитавања у играма. То може бити значајно приметно у модерним играма отвореног света у којима механизам игре мора учитати велики број средстава са медија за складиштење. Међутим, овде постоји тачка смањења поврата. Иако ће чак и најосновнији САТА ССД обезбедити много брже време учитавања од чврстог диска, није превише корисно добити брже НВМе или Ген 4 дискове за игре, јер једва пружају значајнију предност у односу на САТА. То је због чињенице да када пређете брзину традиционалног чврстог диска, медиј за складиштење више није уско грло у цевоводу за учитавање игре. Стога сви ССД-ови пружају прилично сличне резултате у времену учитавања игре. Свака предност коју нуде НВМе или ПЦИе Ген 4 ССД-ови је занемарљива и не оправдава додатне трошкове тих погона.

Разлика у времену учитавања између свих ССД-ова је занемарљива - Слика: ХардвареУнбокед

Разлог томе је чињеница да су технологије игара углавном ограничене конзолама генерације. У овом случају, ПС4 и Ксбок Оне и даље користе изузетно спори чврсти диск. Стога програмери игара морају да креирају игру имајући на уму тај спорији медиј за складиштење. Иако ССД-ови пружају предност у брзини приликом учитавања, остатак играчког искуства прилично је сличан ХДД-у. Стога традиционални чврсти диск и даље може бити користан ако планирате да имате огромну количину архивског простора за јефтину употребу. САТА ССД од 500 ГБ-1 ТБ, поред великог чврстог диска, пружиће најбољу равнотежу у овом погледу. Сазнајте више о коришћењу ССД-ова као секундарног уређаја за складиштење у овом чланку.

Коришћење ССД-а као погона за игре такође има још једну предност. Због саме природе овог радног оптерећења, ови погони немају велику корист ни од ДРАМ кеш меморије. То значи да се можете извући са јефтинијим САТА ССД дисковима који нуде више простора за складиштење, уместо да се одлучите за опције скупље цене. ДРАМ кеш меморија и даље помаже у целокупној издржљивости погона, тако да није ни потпуно неважна. Поново, приликом доношења одлуке треба постићи равнотежу вредности и учинка.

Издржљивост

Ово је вероватно једна од најважнијих ствари на које треба обратити пажњу приликом куповине ССД-а. За разлику од тврдог диска који се окреће (који такође има ограничен век трајања због покретних делова), ССД користи НАНД Фласх меморију за складиштење података. Ове НАНД ћелије имају ограничен животни век. Постоји ограничење колико пута се подаци могу записати у одређену ћелију пре него што престану да чувају податке. Ово може звучати алармантно, али у ствари просечни корисник не треба да брине о томе да ли подаци нестају са његовог ССД-а. То је зато што постоји пуно механизама који ублажавају ово трошење на НАНД ћелијама. „Прекомерно обезбеђивање“ је посебно корисна карактеристика модерних дискова која дели одређену количину капацитета како би се омогућило премештање података између различитих ћелија. Податке треба непрестано премештати како неке ћелије не би прерано умрле. Овај процес се назива „Изравнавање хабања“.

Издржљивост или поузданост погона се генерално побољшава ако садржи ДРАМ кеш меморију. Будући да се у предмеморији налази мапа података којима се често приступа, погону је лакше да изврши поступак нивелисања хабања. Издржљивост се обично продаје у терминима МБТФ (средње време између кварова) и ТБВ (написаних терабајта).

МБТФ

МБТФ је врста компликованог концепта за схватање. Можда ћете открити да су бројеви МБТФ (средње време између кварова) заправо у милионима сати. Међутим, ако ССД има МБТФ рејтинг од 2 милиона сати, то не значи да ће ССД заправо трајати 2 милиона сати. Уместо тога, МБТФ је мера вероватноће отказа у погонима велике величине узорка. Генерално је нормално да је више боље, али то може бити збуњујућа метрика за анализу. Због тога се на страницама производа чешће користи још један показатељ који је мало лакши за разумевање и назива се ТБВ.

ТБВ

ТБВ или Терабитес Вриттен описује укупну количину података која се може записати на ССД током његовог животног века. Ова метрика је прилично директна процена. Типични ССД од 250 ГБ може имати ТБВ рејтинг од око 60-150 ТБВ и више, бољи је као код МБТФ бројева. Као потрошач, не бисте требали превише да бринете о овим бројевима, јер је врло тешко заправо записати све ове податке на диск у било ком разумном року. То може бити важно за корпоративне кориснике којима је потребно 24/7 рад и можда више пута дневно уписују велике количине података на диск. Произвођачи дискова нуде посебна решења за ове кориснике.

Самсунг 860 ЕВО је процењен на 2400 ТБВ - Слика: Амазон

3ДКСПоинт / Оптане

3ДКСПоинт (3Д укрштена тачка) нова је технологија која има потенцијал да буде бржа од било ког потрошачког ССД-а који је сада доступан. Ово је резултат партнерства између Интела и Мицрона, а резултујући производ се продаје под Интеловом марком „Оптане“. Оптане меморија је дизајнирана да се користи као уређај за кеширање у комбинацији са споријим чврстим диском или САТА ССД-ом. Ово омогућава веће брзине на оним споријим погонима уз задржавање већих капацитета. Оптане технологија је још увек у повојима, али постаје све популарнија у редовним рачунарима.

Интел Оптане ССД 905П примењује технологију 3ДКСПоинт - Слика: Вццфтецх

Препоруке

Иако није могуће препоручити погон за специфичне потребе сваког корисника, приликом куповине ССД-а треба имати на уму неке опште ствари. Ако тражите ОС погон, било би добро потрошити додатни новац на лепи НВМе погон са ДРАМ кеш меморијом или чак са ХМБ имплементацијом. Можете пронаћи наше препоруке за најбоље НВМе дискове на тржишту у овом чланку . Добар САТА ССД биће и више него довољан за већину корисника. За ову категорију треба избегавати јефтине дискове без ДРАМ-а. Ако желите да складиштите и играте игре са ССД-а, било би паметно потражити САТА ССД-ове већег капацитета, а не скупе НВМе или Ген 4. Чак и ССД без ДРАМ-а може посао обавити без значајнијег погоршања перформанси. Ако је издржљивост од крајње важности, размислите о погонима пословног нивоа који су посебно направљени имајући на уму издржљивост попут ПРО серије компаније Самсунг.

У поређењу са 2400 ТБВ на 860 ЕВО, 860 ПРО за предузећа је оцењен на 4800 ТБВ - Слика: Самсунг

Завршне речи

ССД-ови су постали суштински део модерних система за игре или радне станице. Најдуже су нам чврсти дискови примарни извор складиштења података, али то се потпуно променило због пораста брзе и приступачне флеш меморије. 2020. године пресудно је имати барем неку врсту ССД-а на рачунару. На крају, флеш меморија постаје све јефтинија и било која врста ССД-а биће велика надоградња у односу на традиционални чврсти диск.

Куповина ССД-а углавном зависи од конкретног случаја употребе купца и постоји много опција за све потребе. Ако само желите да у свој систем додате неки јефтини диск великог капацитета на који ћете бацити све своје игре, онда ће чак и јефтини САТА ССД без ДРАМ-а бити довољан за већину корисника. Тестирање показује да се време учитавања игара не разликује значајно између ССД-ова ниже и високе класе, међутим, ССД-ови нуде огроман скок у односу на традиционалне чврсте дискове.

Ако планирате да ССД учините својим примарним ОС погоном, било би паметно уложити мало више новца у ову компоненту. Добијање бржег ССД-а са квалитетним НАНД Фласх-ом и ДРАМ кеш меморијом не само да ће побољшати перформансе већ и издржљивост и поузданост вашег погона. Ово је кључно јер ОС диск мора да садржи најважније датотеке на вашем рачунару.

У сваком случају, дани чекања на шољицу кафе док се ОС подиже већ су прошли. ССД дискови постали су заиста важан део модерних рачунара и апсолутно вреде улагања у чврсти диск.