По-новото не винаги е по-добро. Напоследък производителите на SSD дискове започнаха да обменят скорост и надеждност в интерес на натрупването на повече място за съхранение в своите устройства. Протоколи като NVMe и PCIe стават все по-бързи, но някои SSD дискове се връщат назад.
Съдържание
QLC Flash е проблемът
Тук е въпросът. Създаването на SSD дискове е скъпо и малко хора искат да платят $200 за 512 GB SSD, когато можете да получите „2000 GB“ механични твърди дискове за по-малко от $50. По-големи мощности продават.
Производителите на SSD увеличават капацитета за съхранение, като същевременно намаляват разходите, но това е лошо за производителността и издръжливостта. Големите SSD може да стават по-евтини, но има компромис за всеки скок в SSD технологията. В момента наблюдаваме възхода на SSD с Quad Level Cell (QLC), които могат да съхраняват 4 бита информация на клетка памет. QLC не е заменил напълно стандартните SSD дискове, но няколко устройства, които го използват, си проправиха път към пазара и имат проблеми.
По-конкретно, производителите на SSD трябва да намерят начин да вместят повече място в NAND флаш чипове със същия размер (действителната част за съхранение на данни на SSD). Традиционно това се прави със свиване на процесния възел, което прави транзисторите вътре във светкавицата по-малки. Но тъй като Законът на Мур се забавя, трябва да станете по-креативни.
Гениалното решение е многостепенна NAND флаш. NAND флаш паметта е в състояние да съхранява определено ниво на напрежение в клетка за продължителен период от време. Традиционната NAND флаш съхранява две нива – включено и изключено. Това се нарича SLC флаш и е много бързо. Но тъй като NAND по същество съхранява аналогово напрежение, можете да представите множество битове с малко различни нива на напрежение, както следва:
Проблемът, както е показано тук, е, че се увеличава експоненциално. SLC светкавицата изисква само напрежение или липса на такова. MLC светкавицата изисква четири нива на напрежение. TLC се нуждае от осем. И през последната година QLC flash направи пробив на пазара, изисквайки 16 отделни нива на напрежение.
Това води до много проблеми. С добавянето на повече нива на напрежение става все по-трудно да се разграничат битовете. Това прави QLC flash 25% по-плътна от TLC, но значително по-бавна. Скоростта на четене не се влияе толкова много, но скоростта на запис се потапя. Повечето SSD дискове (използващи по-новия протокол NVMe) се движат около 1500 MB/s за продължително четене и запис (т.е. зареждане или копиране на големи файлове). Но QLC flash управлява само между 80-160 MB/s за продължително записване, което е по-лошо от приличен твърд диск.
QLC SSD дисковете се разпадат много по-бързо
Всички SSD дискове обикновено имат неблагоприятна издръжливост на запис в сравнение с твърдите дискове. Всеки път, когато пишете в клетка в SSD, тя бавно се износва. Изтриването на клетка трябва да я освободи от електрони, но няколко винаги остават наоколо, което кара клетката „0“ да бъде по-близо до „1“ с течение на времето. Това се компенсира от контролера чрез прилагане на по-положително напрежение с течение на времето, което е добре, когато имате много свободно пространство за напрежение. Но QLC не го прави.
SLC има средна стойност издръжливост на запис от 100 000 цикъла програма/изтриване (операции за писане). MLC има между 35 000 и 10 000. TLC има около 5000. Но QLC има само мижавите 1000. Това прави QLC неподходящ за дискове с чест достъп, като вашето устройство за зареждане, на които се записва много често.
В крайна сметка – не купувайте QLC устройство, което да използвате за системното устройство на вашата операционна система. Те са твърде ненадеждни, за да сме сигурни, че няма да се влоши след няколко години. Препоръчваме ви да използвате голямо QLC устройство като заместител на въртящ се твърд диск и да използвате бързо SLC, MLC или TLC устройство като основно операционно устройство. Това може да е проблем при лаптопите, където нямате опция, но QLC все още е много нов и все още не е проправил път в лаптопите.
Ефективното кеширане скрива тези проблеми
В този момент може да се запитате защо QLC изобщо е нещо, когато е обективно по-бавно и се счупва много по-бързо от другите типове светкавици. Очевидно не можете да пускате на пазара понижаване, но производителите на SDD са намерили начин да скрият проблема – кеширане.
QLC SSD дисковете посвещават част от устройството за кеш памет. Този кеш игнорира факта, че трябва да е QLC и вместо това работи като SLC флаш. Кешът ще бъде със 75% по-малък от действителното дисково пространство, което заема, но ще бъде много по-бърз.
Данните от кеша могат да бъдат записани със същата скорост като други SSD от висок клас и бавно ще бъдат изхвърлени от контролера и сортирани в QLC клетките. Но когато този кеш е пълен, контролерът трябва да пише директно в бавните QLC клетки, което води до значителен спад в производителността по време на дълги записи.
Разгледайте този бенчмарк от Tom’s Hardware’s преглед на Crucial P1 500GB, потребителско QLC SSD, което показва този проблем доста ясно:
Червената линия, представяща Crucial P1, работи със солидни скорости на NVMe, макар и малко бавна в сравнение с някои от предложенията от по-висок клас. Но след около 75 GB записи, кешът се запълва и можете да видите реалната скорост на QLC flash. Скоростта на линията пада до около 80 MB/s, по-бавно от повечето твърди дискове за продължително записване.
ADATA XPG SX8200, TLC устройство, показва същите характеристики, с изключение на това, че необработената TLC светкавица след падането все още е по-бърза. Повечето други устройства също използват този метод на кеширане, тъй като ускорява бързите малки записи към устройството (които са най-често срещани). Но продължителното записване е това, което ще забележите най-много – няма да забележите, ако копие на малък файл отнема 0,15 секунди срещу 0,21 секунди, но ще забележите, ако голямото копие отнема допълнителни десет минути.
Можете лесно да отпишете това като сценарий за крайни случаи, но този кеш не остава 75 GB завинаги. Докато запълвате устройството нагоре, кешът става по-малък. Според Тестване на Anandtech, за линията Intel SSD 660p, кеш паметта за модела от 512 GB е намалена до само 6 GB, когато устройството е предимно пълно, дори и при останало място от 128 GB.
Това означава, че ако напълните своя SSD и след това се опитате да инсталирате 20-30 GB игра от Steam, първите 6 GB ще запишат на устройството изключително бързо, а след това ще започнете да виждате същите скорости от 80 MB/s за останалите файлове.
Разбира се, вероятно сте ограничени от скоростта на изтегляне в този пример, но в случай на актуализации (които трябва да изтеглят и след това да заменят съществуващите файлове, което на практика изисква двойно повече пространство) проблемът би бил много по-очевиден. Ще приключите с изтеглянето и ще трябва да чакате завинаги, докато се инсталира.
Така че трябва ли да избягвате QLC?
Определено трябва да избягвате QLC дискове с 512 GB (и по-малко, след като стане по-евтино за производство), тъй като нямат голям смисъл. Ще ги запълните много по-бързо и кешът ще бъде по-малък, когато е пълен, което го прави значително по-бавен. Освен това в момента те не са много по-евтини от алтернативите.
Въпреки недостатъците си, QLC flash не е голям проблем, когато погледнете устройствата с по-висок капацитет. Моделът с 2 TB на 660p разполага с минимум 24 GB кеш, когато е запълнен. Все още е QLC флаш, но е приемлив компромис за евтин 2 TB SSD, който работи наистина бързо през повечето време.
Предвид техния гигантски капацитет, QLC базираните SSD дискове могат да послужат като достоен заместител на въртящ се твърд диск, при условие че правите редовни резервни копия, в случай че не се получи. Оптимално е за нещо, до което имате достъп рядко, но искате да бъде наистина бързо, когато го правите, и с приличен размер SLC кеш, повечето устойчиви операции по запис ще бъдат сравнително бързи, докато не запълните устройството.
Поради проблеми с надеждността, трябва да избягвате да го използвате като устройство за зареждане или за всичко, на което се записва много често.
Все още има много напредък в други аспекти на производството – по-добри контролери, способни да адресират повече флаш чипове, по-евтини флаш чипове с узряването на процесните възли и може би други технологии като цяло. QLC flash няма да се превърне в стандарт скоро; в момента това е просто друга опция. Просто се уверете, че когато купувате SSD, проверявате техническите спецификации и обръщате внимание на типа флаш, използван за направата им.