гид по выбору твердотельного диска и тест лучших моделей

Наверх

• Рейтинги
• Обзоры
  • Смартфоны и планшеты
  • Компьютеры и ноутбуки
  • Комплектующие
  • Периферия
  • Фото и видео
  • Аксессуары
  • ТВ и аудио
  • Техника для дома
  • Программы и приложения
• Новости
• Советы
  • Покупка
  • Эксплуатация
  • Ремонт
• Подборки
  • Смартфоны и планшеты
  • Компьютеры
  • Аксессуары
  • ТВ и аудио
  • Фото и видео
  • Программы и приложения
  • Техника для дома
• Гейминг
  • Игры
  • Железо
• Еще
  • Важное
  • Технологии

Накопители / Твердотельные накопители

Внесём в череду позитивных праздничных материалов немного драмы. Речь пойдёт про SSD: развитие технологий флеш-памяти затормозилось; интересных новых SSD в прошлом году почти не было; запланированные модели Optane отменились; с PCI Express 4.0 нас попытались обмануть; а цены на накопители перестали падать и начали расти

После многомесячного падения цен настал отличный момент для модернизации дисковой подсистемы и перехода на новые модели SSD с повышенной ёмкостью и прогрессивным интерфейсом NVMe. Мы провели практическое сравнение представленных на рынке вариантов и готовы дать конкретный ответ на вопрос, что нужно и что не нужно покупать

Самый главный результат 2018 года на рынке твердотельных накопителей — возобновившееся падение цен. Причём его темпы оказались столь значительны, что не почувствовать эту позитивную тенденцию было невозможно. В отчётном материале мы попытались подробно разобраться в причинах и следствиях этого явления

Действительно ли NVMe SSD намного лучше SATA-накопителей? Правда ли, что Samsung 960 EVO – оптимальный NVMe-накопитель сегодняшнего дня? Сможет ли Intel SSD 760p стать новым лидером? А как на счёт Kingston KC1000? Стоит ли экономить при выборе NVMe SSD? Есть ли достойные варианты на Aliexpress?.. Отвечаем на эти и другие вопросы очередным эпическим тестированием

Какой из современных потребительских SSD надёжнее? Мы решили попробовать ответить на этот вопрос и некоторое время назад занялись практическими испытаниями выносливости твердотельных накопителей. Экспериментального материала к настоящему моменту набралось уже немало, поэтому мы обобщили и проанализировали все накопленные данные

Phison долго не удавалось полноценно войти на рынок NVMe SSD. Все спроектированные этой компанией контроллеры годились только для бюджетных накопителей c NVMe-интерфейсом. Проверим ещё раз, не изменилась ли ситуация с появлением чипа PS5012-E12

Вместе с Ryzen 3000 компания AMD ввела в обиход шину PCI Express 4.0. Значит ли это, что теперь владельцам производительных Socket AM4-систем лучше покупать не Samsung 970 EVO Plus, а Corsair MP600, Gigabyte Aorus NVMe Gen4, Patriot Viper VP4100 и им подобные NVMe SSD на контроллере Phison PS5016-E16 с поддержкой PCIe 4.0?

В магазинах стали появляться SSD под маркой Lexar, которая наверняка хорошо знакома тем, кто в начале 2000-х интересовался цифровой фотографией. Мы решили разобраться, что общего между легендарными в прошлом картами памяти и новыми SSD, — и взялись подробно протестировать флагманский NVMe-накопитель возрождённого бренда

Такого не ожидал никто. Новый накопитель Smartbuy оказался хорош настолько, что не только легко вошёл в число SATA-флагманов, но и даже поставил под вопрос дальнейшее лидерство Samsung 860 EVO. Причина столь впечатляющего рывка – контроллер Phison PS3112-S12, который спустя два года после анонса наконец-то добрался до розничных продуктов

Western Digital посчитала, что SATA-интерфейс устарел, и перевела третье поколение своих «синих» накопителей на рельсы NVMe. Новый WD Blue SN500 – это недорогой M.2 SSD с интерфейсом PCI Express 3.0 x2, который действительно может понравиться массовому покупателю, но для этого нужно выполнение как минимум ещё одного важного условия…

Компания Phison наконец-то довела до ума свой контроллер PS5012-E12, и NVMe SSD на его основе стали появляться на прилавках. Gigabyte Aorus RGB M.2 NVMe SSD – один из первых накопителей с этим контроллером, и на его примере мы узнаем, не пришло ли на рынке твердотельных накопителей время новых героев

10 лучших скоростных SSD-накопителей: быстрее чем SATA

Наверх

• Рейтинги
• Обзоры
  • Смартфоны и планшеты
  • Компьютеры и ноутбуки
  • Комплектующие
  • Периферия
  • Фото и видео
  • Аксессуары
  • ТВ и аудио
  • Техника для дома
  • Программы и приложения
• Новости
• Советы
  • Покупка
  • Эксплуатация
  • Ремонт
• Подборки
  • Смартфоны и планшеты
  • Компьютеры
  • Аксессуары
  • ТВ и аудио
  • Фото и видео
  • Программы и приложения
  • Техника для дома
• Гейминг

Обзор нескольких SSD-дисков 240 ГБ бюджетного ценового диапазона

«То, что мы знаем, — ограничено, а то, чего мы не знаем, бесконечно»
П. Лаплас

Как известно, раньше, чтобы ускорить компьютер, требовалось добавить оперативной памяти (так как аппетиты программного обеспечения росли из года в год) или поставить помощнее процессор. В случаях игровой машины, конечно же, решала видеокарта… Скорость жестких дисков прогрессировала медленно и их замена не давала ощутимого прироста быстродействия. Сейчас же, когда твердотельные диски стали не только доступны по цене, но и обладают необходимым объемом памяти, замена «рабочего» (имею в виду не тех, где просто хранятся горы Ваших фото и видео) диска на SSD стала не только прихотью, а насущной необходимостью.

В этом обзоре я хочу рассмотреть твердотельные диски объемом 240Gb. Такой размер диска взят по нескольким причинам.

Первая. Это сейчас минимально необходимый размер, чтобы операционная система чувствовала себя спокойно, вовремя обновляясь, и Вам не приходилось периодически удалять свои любимые игры, хоть Вы временно в них пока и не играете…
Вторая. Родители начали жаловаться, что ноутбук, который Вы им презентовали в прошлом (позапрошлом) году обновив свой, после обновлений и продолжительного пользования вдруг начал притормаживать или долго грузиться и запускать любимые «одноклассники». Выход прост. Вы отдаете им свой SSD диск на 128gb, ставший для Вас уже «тесноватым» и быстро переместив с их диска «Акрониксом» систему на SSD, делаете их виртуальную жизнь лучше.
Третья. Часто попадались диски 128gb, в которых для удешевления, вся память подключена на один канал контроллера и просто поэтому они работают медленнее своих старших братьев. Да и раньше встречались диски, заполнение которых свыше 60% негативно сказывалось на их производительности (отмечалось падение скорости). Так как диски будут рассмотрены по принципу «дешевле не куда», то, как говорится, «чем черт не шутит», пусть лучше будут 240GB. Можно было бы и больший объем, но они пока дороги.
Четвертая. Можно использовать, как новогодний подарок для друзей. Диск такого объема выглядит достаточно стоящим подарком для получившего его и не обременителен материально для дарителя.
Сразу стоит упомянуть, что диски искались и покупались по принципу «самой дешевой цены на Яндекс-Маркете». Поэтому получилась, что покупка была в 5 различных интернет магазинах г. Москва.
 
Представим «конкурсантов».
«Мне плевать, что говорят о моей внешности, я знаю, что выгляжу как король»
А. П. Чехов

1. Kingston SA400 240Гб.
Давно хорошо зарекомендовавшая себя модель известного бренда. Информация с сайта производителя:
Технические характеристики
Форм-фактор 2,5″
Интерфейс SATA 3.0 (6Гбит/с), SATA 2.0 (3Гбит/с)
Скорость чтения (МБ/с) до 500
Скорость записи (Мб/с) До 350
Используемая память 3D NAND
Ожидаемый срок службы 1 млн часов (средняя наработка на отказ)

 

2. WD Green 240Гб
Относительно новая модель известного бренда, тоже неплохо зарекомендовавшая себя. Информация с сайта производителя:
Технические характеристики
Твердотельный накопитель WD Green SSD 2,5 дюйма WDS240G2G0A 240Гб
Интерфейс SATA III 6 Гбит/
Быстродействие4 [4KB QD32]
Скорость последовательного чтения (МБ/с) 545
Надежность MTTF До 1 млн часов

3. Smartbuy Jolt 240Гб
Модель молодого бренда, который до сих пор больше специализировался на расходниках типа карт памяти, клавиатур и мышек, но вот относительно недавно стал выпускать SSD.
Также информация о диске:
Технические характеристики
Твердотельный накопитель Smartbuy SSD 2,5 дюйма Jolt
Интерфейс SATA III 6 Гбит SATAII 3 Гбит
Скорость чтения (МБ/с) 530
Скорость записи (Мб/с) 480
Используемая память 3D TLC NAND Flash

 
4. Apacer AS340 Panther 240Гб
Достаточно известный и старый бренд. Кто интересовался компьютерами, должен его знать.
Тоже решили испробовать себя на поприще изготовления SSD…
Информация с сайта:
Технические характеристики
Форм-фактор 2,5″
Interface SATA III 6Gb/s
Sustained Read Performance до 550
Sustained Write Performance до 520
Используемая память NAND 3D TLC
Ожидаемый срок службы 1,500,000 hours

 
5. KingFast F6 Pro 240Гб
Новый китайский бренд (думаю смело можно его так назвать, так как есть сайт даже на русском языке, выложены спецификации, есть поддержка.
Итак, что я прочитал на сайте
Технические характеристики
Форм-фактор 2,5″
Interface SATA-III
Последовательное чтение до 550
Последовательная запись до 480
Случайное чтение До 29806 Операций в секунду
Случайная запись До 33602 Операций в секунду
Время ответа 0.2ms
Используемая память NAND 3D TLC
Средняя наработка на отказ Более 2,000,000 часов

 
6. Azerty BORY 240ГБ
Еще один новый китайский (?) бренд. Тоже имеет сайт, выложены спецификации, есть поддержка.
Вид спартанский: антистатический пакет и диск в пластиковом корпусе.
Технические характеристики
Форм-фактор 2,5″
Interface SATA-III
Последовательное чтение до 550
Последовательная запись до 450
Случайное чтение 4к-64thrd До 17500 Операций в секунду
Случайная запись 4к-64thrd До 49500 Операций в секунду
Время ответа 0.2ms
Используемая память NAND 3D TLC
Средняя наработка на отказ Более 1,500,000 часов

 
7. Azerty BR 240ГБ
Еще одна модель того же бренда. С виду такой же «спартанец», упакован также в антистатик, только корпус сделан из металла.
Технические характеристики
Форм-фактор 2,5″
Interface SATA-III
Последовательное чтение до 500
Последовательная запись до 450
Случайное чтение 4к-64thrd До 65000 Операций в секунду
Случайная запись 4к-64thrd До 58000 Операций в секунду
Время ответа 0.2ms
Используемая память NAND 3D TLC
Средняя наработка на отказ Более 1,500,000 часов

Как видим, новые бренды выкладывают даже больше информации на сайте о своем товаре, чем мастистые представители. А вот является ли это правдой, посмотрим в «полевых испытаниях».
Коротко опишу систему, на которой производилась проверка соответствия спецификаций заявленным.
Системный блок: настольный ПК ThinkCentre M79
Процессор: QuadCore AMD Pro A8-8650B 3200MHz
Память: 2x 2Gb PC3-12800 DDR3 1600 МГц UDIMM
Системный диск: 128Гб SSD NoName China
Операционная система: свежеустановленная Windows 10 Pro X64 build 1909
Драйвера: драйвера с сайтов разработчиков.
 
«В чем сила, брат?»
Бодров Сергей.
Результаты
Итак, запускаем всем известный CrystalDiskMark для проверки честности приведенных данных.
Kingston, c заявленными 500мб/с чтения и 350мб/с записи, не расстроил. Запись даже значительно больше, видимо перестраховались. Возможно зря, многие с такой скоростью линейной записи сейчас диск бы не стали рассматривать к приобретению.

WD Green. Производитель указал только скорость чтения 545мб/с (почти граничащую с лимитом пропускной способности SATA3), но не указал скорость записи. К чему бы это? Возможно, просто из скромности. То, что мы видим на скриншоте, с учетом погрешности и конфигурации, вполне можно считать правдивыми данными.

Smartbuy Jolt, с 530мб/с и 480мб/тоже радует показателями линейного чтения и записи.

Apacer AS340 Panther. Заявленные 550мб/с и 520мб/с., с учетом погрешности и не топовой конфигурации системного блока, на котором производилось тестирование, тоже примем за правдивые (хотя насчет записи все же остались сомнения).

KingFast F6 Pro. И вот тут подходим к самому интересному — дискам производителей наших друзей из поднебесной. Не захотели ли они приукрасить свои скоростные характеристики, соответствуют ли заявленным 550мб/с чтения и 480мб/с записи их диск?

Что ж, сказав «раз», скажем и «два». Как в случае с Апасер, хотя конечно, вопросы тоже, но уже к скорости линейного чтения есть (трудно списать на погрешность 80мб/с), будем считать, что все честно.
Azerty BORY. Заявленные 550мб/с и 450 мб/с довольно честно нашли свое отражение в скриншоте результата теста.

Azerty BR. Тоже подтвердили свою «квалификацию» (выражаясь языком Формулы-1),
показав результаты, очень близкие к заявленным 500мб/с и 450мб/с.

Ну-с, результаты все подтвердили, но скорость линейного чтения и записи нас не очень то и интересует, потому что работа диска в таком режиме в обычной жизни встречается довольно редко. А что мы можем почерпнуть действительно интересное из теста CrystalDiskMark, так информацию в строке RND4K Q32T16. Такой вариант работы встречается довольно часто. Расшифруем. Блоки размером 4Кбайта глубиной очереди 32, 16ю потоками записываются на диск и читаются с диска в случайном порядке. Получается довольно большая нагрузка на диск, имитирующая работу, например, операционной системы на выбранном накопителе.
Хороший показатель по чтению, тут продемонстрировал диск Smartbuy, но по записи не попал в тройку лидеров, которую в данном случае возглавил диск Apacer. Зато твердое второе место занял твердотельный диск Azerty BR, который, если слегка и отстал от лидера по чтению, то по записи продемонстрировал сходные с лидером характеристики скорости. Похвальный результат для новичка.
«Ничто так не обманывает нас, как наше мнение»
Леонардо да Винчи
Поэтому продолжим. Воспользуемся еще одной программой проверки производительности дисков, самим названием говорящей нам, для чего она создана. «AS SSD Benchmark» — программа создана энтузиастом и отлично себя зарекомендовала в тестах.
Она схожа с предыдущей программой, но имеет и дополнительные инструменты, например, «Copy Benchmark», который позволяет определить скорость накопителя при копировании разных групп файлов. Чтобы не загромождать объем скриншотами (которые, перейдя по ссылке, можно отдельно просмотреть все в одной папке), приведу сразу таблицу с результатами. Первые три столбца – это совокупное количество баллов, получивших дисками в тестах скорости. Первый столбец — суммарное количество балов, второй количество баллов за чтение, третий за запись. Следующие столбцы – скорость копирования различных видов файлов, таких как ISO (подразумевает один крупный файл), Program (копирование определенного количества небольших файлов) и Game (копирование набора фалов различного размера). Последние два столбца – время доступа, затраченное при чтении и записи информации.

Здесь мы можем видеть, что по количеству первых мест (их я выделил более темным цветом ячейки), опять лидирует новичок китайского производства Azerty BR! Также он лидирует в сумме «медалей», собрав семь призовых мест. Второе место в общем зачете (по количеству «медалей») разделили KingFast, Kingston, Smartbuy и Azerty Bory, набравшие по 4 места. На удивление плохо показал себя WD Green, ни разу не занявший ни одно место и продемонстрировавший очень слабые результаты относительно других конкурсантов.
После я провел тесты случайного чтения программой Aida64, подтвердившей хорошие характеристики дисков Azerty BR и Smurtbuy, а также Azerty Bory, замкнувшего тройку лидеров.

И тесты программой SSD-Z, из которой привожу лучшие скорости операций ввода-вывода в секунду.

Кстати, после тестирования было проведено вскрытие, чтобы определить, какая память и чьи контроллеры использованы производителем. Несколько контроллеров определились сразу программой SSD-Z. Это контроллер Phison, установленный в дисках Azerty BR, Kingston и KingFast. Посмотрим, насколько это верно.

Начинка диска Azerty BR 240Gb, получившего высокие оценки в большинстве тестов. SSD произведен с применением контроллераHG2258, по нему ничего найти не удалось, но судя по маркировке в названии, созвучной с контроллерамиSilicon Motion, это что-то лицензированное у этого разработчика китайским производителем. Память Th4512G346 похожа на Toshiba.


Начинка второго диска этого производителя Azerty Bory 240Gb.

Мы видим, что используется распространенный контроллер SM2259XT, содержащий одноядерный четырех поточный процессор: 32-bit Argonaut RISC отSiliconMotion. И NAND Flash память 29f01t2alcqh2 от Intel.
Следующий диск Apacer AS340 Panther 240Гб.


Видим контроллер Phison 3111-s11 (SSD-Z не распознала в нем его). Он представляет собой результат творчества инженерной команды, которая старалась сделать максимально простую, но в то же время приемлемую по характеристикам платформу. Представляет собой одно ARM-ядро. Число каналов для работы с флеш-памятью только два. К тому же из контроллера убрали внешний DRAM-интерфейс.
Перейдем к следующему «пациенту».KingFast F6 Pro 240Гб.


Видим уже знакомый нам по предыдущему диску Apacer, контроллер Phison 3111-s11. Память используется от производителя Micron.

Рассмотрим теперь Smartbuy Jolt 240Гб.


Мы видим, что используется распространенный контроллер SM2258, представляющий собой предыдущую версию уже рассмотренного контроллера SM2259, содержащий одноядерный четырех поточный процессор: 32-bit Argonaut RISC от SiliconMotion. По NAND Flash памяти информации в сети не обнаружил.
Диск WD Green 240Гб. Тут нас ждет небольшой сюрприз.


Как оказалось, Western Digital не сама разработала этот диск, а совместно с довольно известной компанией SanDisk. Поэтому контроллер и микросхемы памяти там от SanDisk. Описания технических данных не нашел, но явно что-то совсем простое, одноядерное и однопоточное. Память же довольно быстрая, судя по скоростям линейного чтения и записи.
Kingston SA400 240Гб.


Видим контроллер Kingston CP33238B и память от Micron. Порывшись несколько минут в интернет, нашел, что Kingston использует перемаркерованный контроллерPhison PS3111-S11, который встречался уже нам ранее в диске Apacer и KingFast.
Как мы видим, все изготовители пользуются бюджетными контроллерами примерно одного вида, прелесть использования которых, заключается в том, что производитель предоставляет помимо микросхемы, и руководства на нее, сразу прошивку и образец разведенной в специализированной программе платы, куда можно все это установить. Вам остается лишь наладить производство и добавить «соль и специи» по вкусу.

Заключение.

«Грамм собственного опыта стоит дороже тонны чужих наставлений!»
Мaхатма Ганди
Итак, подведем итоги нашего тестирования твердотельных дисков бюджетного ценового сегмента.
Первое место, занял диск Azerty BR. Несмотря на спартанскую упаковку – показал очень достойные результаты. Как тут не вспомнить поговорку: «встречают по одежке, а провожают по уму».
Второе место занял диск SmartBuy тоже показавший хорошие результаты в тестировании.
А третье, чтобы не было обидно, назначим всем оставшимся участникам тестирования. Все, за исключением WD Green (не исключаю, что попался с каким-то дефектом Выяснилось, что все такие и что это таким образом получилось благодаря тому, что компания WD приобрела «производителя карт памяти» SanDisk), показали достойные результаты для дисков этого ценового диапазона.

Выбираем доступный SSD-накопитель для игрового ПК и ноутбука

Наверх

• Рейтинги
• Обзоры
  • Смартфоны и планшеты
  • Компьютеры и ноутбуки
  • Комплектующие
  • Периферия
  • Фото и видео
  • Аксессуары
  • ТВ и аудио
  • Техника для дома
  • Программы и приложения
• Новости
• Советы
  • Покупка
  • Эксплуатация
  • Ремонт
• Подборки
  • Смартфоны и планшеты
  • Компьютеры
  • Аксессуары
  • ТВ и аудио
  • Фото и видео
  • Программы и приложения
  • Техника для дома
• Гейминг
  • Игры
  • Железо
• Еще
  • Важн

SSD на базе QLC — убийца жёстких дисков? На самом деле нет / Kingston Technology corporate blog / Habr

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.