Тип флеш пам'яті ssd який кращий. MLC або TLC: у чому відмінність і що краще. Що таке MLC, TLC та SLC. Їх відмінності та особливості

Твердотілі жорсткі диски з кожним роком стають дешевшими, а водночас і дедалі популярнішими. На ринку з'являється більше моделей подібних накопичувачів, і це пов'язано не лише з пропозицією свого асортименту новими виробниками, а й з використанням нових технологій старими гравцями. Компанії зараз випускають на ринок SSD-диски з двома основними типами пам'яті: MLC і TLC. У рамках цієї статті розглянемо, чим вони відрізняються один від одного, і який варіант краще придбати для домашнього використання.

Зверніть увагу: Також можна зустріти у продажу жорсткі жорсткі диски, пам'ять в яких позначена V-NAND або 3D NAND. Ця пам'ять все одно відноситься до типу MLC або TLC, про подібні позначення також розповімо нижче.

Зміст: Рекомендуємо прочитати:

Типи пам'яті SSD дисків

У твердотільних накопичувачах використовується флеш-пам'ять, яка є організованими осередками пам'яті на базі напівпровідників, згруповані особливим чином. Можна розділити всю використовувану флеш-пам'ятьSSD накопичувачах наступним чином:

За методом читання та запису. Сучасні твердотільні накопичувачі використовують тип пам'яті NAND;
За способом зберігання даних. Розділити за способом зберігання даних SSD накопичувачі можна на SLC та MLC. Розшифрувати абревіатури можна як «однорівневий осередок» або «багаторівневий осередок». У випадку пам'яті SLC в одному осередку може міститися не більше одного біта даних, тоді як у другій ситуації в одному осередку може зберігатися більше одного біта. У споживчих твердотільних накопичувачах використовується MLC технологія зберігання даних.

TLC – це підвид MLC пам'яті. Якщо в стандартній MLC пам'яті зберігається 2 біти інформації в одному осередку, то у варіанті TLC може зберігати три біти інформації в одному осередку пам'яті. Тобто, TLC – це теж багаторівневий осередок.

Зверніть увагу: Деякі виробники твердотільних дисків вказують неTLC, а 3-bitMLC абоMLC-3. По суті, всі ці три варіанти означають те саме.

TLC або MLC: що краще

Якщо розглядати деталі, можна сказати, що у випадку тип пам'ятіMLC краще, ніжTLC, ось кілька його переваг:

Пам'ять такого типу прослужить довше, загалом, на 20-30%;
MLC працює швидше, ніж TLC;
Твердотілі накопичувачі на базі пам'яті MLC вимагають менше енергії для роботи.

За найкращу якість потрібно платити, і наявність пам'яті типу MLC позначається на вартості жорстких жорстких дисків – вони дорожчі, ніж варіанти на TLC.

Але якщо вдаватися в деталі і розглядати використання SSD-дисків з даними типами пам'яті на рівні користувача, варто сказати, що відмінності між ними не настільки великі, і далеко не завжди є сенс переплачувати за MLC пам'ять. Багато чого в роботі залежить від інших факторів, наприклад від інтерфейсу підключення. Розглянемо кілька варіантів наочно:

Підсумовуючи, можна дійти невтішного висновку, що однозначноMLC абоTLC варіант не виграє.Факторів, які впливають на швидкість роботи твердотільного накопичувача, безліч. Якщо придбати ємний SSD диск на основі TLC пам'яті, він може виявитися краще від одного виробника, ніж модель на MLC від іншого виробника, при цьому за вартістю вони будуть однаковими. На споживчому рівні покупцю слід орієнтувати не так на тип пам'яті, але в показники тієї чи іншої диска в тестах, які виробники завжди публікують. Різні показники в тестах можуть навіть у моделей однієї компанії, що випускається в різних лінійках, незважаючи на однаковий тип пам'яті в них.

Що таке 3D NAND, 3D TLC та V-NAND у SSD-пам'яті

Ще один параметр, який може помітити покупець при виборі жорсткого жорсткого диска - це 3D NAND, 3D TLC або V-NAND. Залежно від виробника ця властивість має різні назви, але суть одна. За наявності подібного позначення слід знати, що в даній моделі накопичувача осередки флеш-пам'яті розташовані на чіпах у кілька шарів, тоді як за відсутності такого позначення, швидше за все, вони накладені на один шар.

Продуктивність та термін служби SSD в першу чергу залежать від флеш-пам'яті NAND та контролера з прошивкою. Вони є основними складовими ціни накопичувача і при покупці логічно звертати увагу саме на ці компоненти. Сьогодні ми поговоримо про NAND.

Тонкощі технологічного процесу виробництва флеш-пам'яті ви за бажання знайдете на сайтах, що спеціалізуються на оглядах SSD. Моя ж стаття орієнтована на ширше коло читачів і має дві мети:

Відкрити завісу над невиразними специфікаціями, опублікованими на сайтах виробників SSD та магазинів.
Зняти питання, які можуть виникнути при вивченні технічних характеристик пам'яті різних накопичувачів і читання оглядів, написаних для «залізних» гіків.

Для початку я проілюструю проблему картинками.

Що вказують на характеристики SSD

Технічні характеристики NAND, що публікуються на офіційних сайтах виробників та в мережевих магазинах, далеко не завжди містять докладну інформацію. Більше того, термінологія сильно варіюється, і я підібрав для вас дані про п'ять різних накопичувачів.

Вам щось каже ця картинка?

Ок, скажімо, Яндекс.Маркет — не найнадійніше джерело інформації. Звернемося до сайтів виробників — так стало легше?

Можливо, так буде зрозуміліше?

А якщо так?

Чи таки краще так?

Тим часом у всіх цих накопичувачах встановлено однакову пам'ять! У це важко повірити, особливо дивлячись на дві останні картинки, чи не так? Дочитавши запис до кінця, ви не тільки в цьому переконаєтесь, а й читатимете подібні характеристики як відкриту книгу.

Виробники пам'яті NAND

Виробників флеш-пам'яті набагато менше, ніж компаній, які продають SSD під своїми брендами. У більшості накопичувачів зараз встановлено пам'ять від:

Intel/Micron
Hynix
Samsung
Toshiba/SanDisk

Intel та Micron не випадково ділять одне місце у списку. Вони виробляють NAND за однаковими технологіями в рамках спільного підприємства IMFT.

На провідному заводі в американському штаті Юта та сама пам'ять випускається під марками цих двох компаній майже в рівних пропорціях. З конвеєра заводу в Сінгапурі, який зараз контролює Micron, пам'ять може сходити також під маркою її дочірньої компанії SpecTek.

Всі виробники SSD купують NAND у перерахованих вище компаній, тому в різних накопичувачах може стояти фактично однакова пам'ять, навіть якщо її марка відрізняється.

Здавалося б, за такого розкладу з пам'яттю все має бути просто. Однак існує кілька типів NAND, які в свою чергу поділяються за різними параметрами, вносячи плутанину.

Типи пам'яті NAND: SLC, MLC та TLC

Це три різних типи NAND, головною технологічною відмінністю між якими є кількість бітів, що зберігаються в осередку пам'яті.

SLC є найстарішою із трьох технологій, і ви навряд чи знайдете сучасний SSD з такою NAND. На борту більшості накопичувачів зараз є MLC, а TLC - це нове слово на ринку пам'яті для твердотільних накопичувачів.

Взагалі, TLC давно використовується у USB-флешках, де витривалість пам'яті не має практичного значення. Нові технологічні процеси дозволяють знизити вартість гігабайта TLC NAND для SSD, забезпечуючи прийнятну швидкодію та термін служби, у чому логічно зацікавлені усі виробники.

Цікаво, що поки широка публіка стурбована обмеженою кількістю циклів перезапису SSD, у міру розвитку технологій NAND цей параметр лише знижується!

Як визначити конкретний тип пам'яті в SSD

Незалежно від того, чи придбали ви твердотільний накопичувач або тільки плануєте покупку, після прочитання цього запису у вас може виникнути питання, винесене в підзаголовок.

Жодна програма типу пам'яті не показує. Цю інформацію можна знайти в оглядах накопичувачів, але є і більш короткий шлях, особливо коли потрібно порівняти кілька кандидатів на покупку.

На спеціалізованих сайтах можна знайти бази даних SSD, і ось вам приклад .

Я без проблем знайшов там характеристики пам'яті своїх накопичувачів, крім SanDisk P4 (mSATA), встановленого в планшеті.

В яких SSD встановлена найкраща пам'ять

Давайте спочатку пройдемося за основними пунктами статті:

виробників NAND можна перерахувати на пальцях однієї руки
у сучасних твердотільних накопичувачах використовується два типи NAND: MLC і TLC, що тільки набирає обертів
MLC NAND відрізняється інтерфейсами: ONFi (Intel, Micron) та Toggle Mode (Samsung, Toshiba)
ONFi MLC NAND ділиться на асинхронну (дешевше та повільніше) та синхронну (дорожче та швидше)
виробники SSD використовують пам'ять різних інтерфейсів та типів, створюючи різноманітний модельний ряд на будь-який гаманець
офіційні специфікації рідко містять конкретну інформацію, але бази даних SSD дозволяють точно визначити тип NAND

Звісно, у такому зоопарку не може бути однозначної відповіді на запитання, винесене у підзаголовок. Незалежно від бренду накопичувача NAND відповідає заявленим специфікаціям, інакше ОЕМ-виробникам немає сенсу її купувати (вони дають на SSD свою гарантію).

Проте… уявіть, що літо вас порадувало небувалим урожаєм суниці на дачі!

Вона вся соковита та солодка, але вам просто не з'їсти стільки, тому ви вирішили продати частину зібраних ягід.

Найкращу суницю ви залишите собі чи виставите на продаж? :)

Можна припустити, що виробники NAND встановлюють найкращу пам'ять своїх накопичувачів. Враховуючи обмежену кількість компаній, що випускають NAND, список виробників SSD виходить ще коротшим:

Crucial (підрозділ Micron)
Intel
Samsung

Знову ж таки, це лише припущення, не підкріплене достовірними фактами. Але хіба ви надійшли б інакше на місці цих компаній?

Вибираючи твердотільний накопичувач SSD для домашнього використання, ви можете зіткнутися з такою характеристикою як тип пам'яті і запитати про те, що краще - MLC або TLC (також вам можуть зустрітися й інші варіанти позначення типу пам'яті, наприклад, V-NAND або 3D NAND ).

Типи флеш пам'яті, що використовується в SSD для домашнього використання

У SSD використовується флеш-пам'ять, що є спеціальним чином організовані осередки пам'яті на базі напівпровідників, які можуть відрізнятися за типом.

Загалом флеш пам'ять, що використовується в SSD може ділитися на такі типи.

За принципом читання-запису практично всі наявні у продажу споживчі SSD мають тип NAND. За технологією зберігання інформації пам'ять поділяється на SLC (Single-level Cell) та MLC (Multi-level Cell). У першому випадку осередок може зберігати один біт інформації, у другому – більше одного біта. При цьому в SSD для домашнього використання ви не зустрінете SLC пам'ять, тільки MLC.

У свою чергу, TLC теж відноситься до типу MLC, відмінність полягає в тому, що замість 2 біт інформації може зберігати 3 біт інформації в комірці пам'яті (замість TLC ви можете зустріти позначення 3-bit MLC або MLC-3). Тобто TLC є підвидом MLC пам'яті.

Що краще - MLC чи TLC

Responsive2(width:300px;height:300px)@media(min-width: 500px)(.responsive2(width:336px;height:280px))

У загальному випадку пам'ять MLC має переваги над TLC, основні з яких:

Вища швидкість роботи. Більше тривалий термін служби. Найменше енергоспоживання.

Недолік - вища ціна MLC порівняно з TLC.

Однак слід мати на увазі, що йдеться саме про «загальний випадок», у реальних пристроях, представлених у продажу, ви можете побачити:

Рівну швидкість роботи (за інших рівних параметрів) для SSD з пам'яттю TLC і MLC, що підключаються за інтерфейсом SATA-3. Більш того, окремі накопичувачі на базі пам'яті TLC з інтерфейсом PCI-E NVMe іноді можуть бути швидше за подібні за ціною накопичувачів з пам'яттю PCI-E MLC (проте, якщо говорити про «топові», найдорожчі і найшвидші SSD, у них все-таки зазвичай використовується пам'ять MLC, але теж не завжди. SATA-3 із пам'яттю TLC може споживати в десять разів менше енергії, ніж накопичувач PCI-E із пам'яттю MLC. Більше того, для одного типу пам'яті та одного інтерфейсу підключення різниця в електроспоживання також дуже відрізняється залежно від конкретного накопичувача.

І це не всі параметри: швидкість, термін служби та енергоспоживання також відрізнятимуться від «покоління» накопичувача (новіші, як правило, більш досконалі: в даний час SSD продовжують розвиватися і вдосконалюватися), його загального обсягу та кількості вільного місця при використанні та навіть температурного режиму при використанні (для швидких накопичувачів NVMe).

В результаті, суворий і точний вердикт про те, що MLC краще TLC винести не можна - наприклад, придбавши більш ємний і новий SSD з TLC і кращим набором характеристик, ви можете виграти за всіма параметрами порівняно з придбанням накопичувача з MLC за аналогічною ціною е. слід враховувати всі параметри, а починати аналіз з доступного бюджету на покупку (наприклад, якщо говорити при бюджеті до 10000 рублів, зазвичай накопичувачі з TLC пам'яттю будуть краще MLC як для SATA, так і для PCI-E пристроїв).

програми

відновлення

Windows

Накопичувачі SSD із пам'яттю V-NAND, 3D NAND, 3D TLC тощо.

В описах SSD накопичувачів (особливо якщо мова про Samsung та Intel) у магазинах та оглядах ви можете зустріти позначення V-NAND, 3D-NAND та аналогічні для типів пам'яті.

Таке позначення говорить про те, що осередки флеш-пам'яті розміщені на чіпах в кілька шарів (у простих чіпах осередки розміщені в одному шарі, докладніше - на Вікіпедії), при цьому це та ж TLC або MLC, тільки не скрізь це позначається явно: наприклад Для SSD від Samsung ви побачите тільки те, що використовується V-NAND пам'ять, проте інформацію про те, що в лінійці EVO застосована V-NAND TLC, а в лінійці PRO - V-NAND MLC доведеться пошукати.

Чи краще 3D NAND, ніж «плоська» (planar) пам'ять? Вона дешевше у виробництві і тести говорять про те, що на сьогоднішній день для пам'яті TLC варіант з багатошаровим розміщенням зазвичай більш ефективний і надійний (більше того, Samsung заявляє про те, що в пристроях їхнього виробництва пам'ять V-NAND TLC має кращі характеристики. продуктивностіі термін служби, ніж planar MLC). Однак, для пам'яті MLC, у тому числі в рамках пристроїв одного виробника, це може бути не так.

Т. е. Знову ж таки, все залежить від конкретного пристрою, вашого бюджету та інших параметрів, які слід вивчити перед покупкою SSD.

Звичайно, я б радий рекомендувати Samsung 960 Pro хоча б на 1 Тб як непоганий варіант для домашнього комп'ютера або ноутбука, але зазвичай купуються дешевші диски, для яких доводиться уважно вивчати весь набір характеристик і зіставляти їх з тим, що потрібно від накопичувача.

class="eliadunit">

SSD давно перекочували з розряду елітних накопичувачів у полі "must have". Збираючи більш-менш продуктивну ігрову, та й просто робочу систему, вже треба думати про швидкісний накопичувач, який відчутніше швидше і стабільніше старих добрих вінчестерів.

Ось тільки багато хто натикається на перший нюанс: який тип пам'яті кращий? Існує 3 категорії:

SLC (single) – 1 біт у комірці;
MLC (multi) - 2 біти в комірці;
TLC (triple) – 3 біти в комірці.

Перша категорія використовується в топовому сегменті, тому ми її розглядати не будемо. Нас цікавить більш народне рішення, а саме MLC або TLC. Чи є між ними різниця, що продуктивніше, дешевше та надійніше, та й який SSD кращий?

Ключові відмінності

Насамперед варто відзначити щільність запису даних. Кожен тип SSD має показники. У TLC-чіпів вона вище, оскільки в комірку поміщається 3 біти, коли у MLC тільки 2. Чим більше об'єм SSD, чим частіше ви зустрічатимете саме Triple-варіанти. І відразу з'являється думка про те, що потрібно відразу ж бігти і купувати перший варіант, навіть не розглядаючи решту, але ні.

Крім густини є ще фактори швидкості читання та перезапису даних. Не думали, чому TLC-рішення при такому обсязі накопичувача коштують дешевше? Тому що в MLC кількість циклів повного стирання інформації вища на 30-50%. Якщо говорити про перезапис, то тут технологія випереджає свого дешевшого опонента у 2-3 рази. Інша річ, що 1 Гб TLC-пам'яті обійдеться вам набагато дешевше.

Збереження даних

class="eliadunit">

Для початку визначтеся, для яких цілей буде використовуватися SSD: під систему або як сховище даних. Найчастіше його набувають саме під установку ОС та ключових програм, щоб останні реагували відчутно швидше, тому що ця функція зазнала поразки. Flash-пам'ять статична, а значить швидкість читання та запису на кілька порядків вище, ніж у HDD через відсутність механічних елементів.

Зберігайте щось важливе, при цьому часто оновлюєте дані? Використовуйте MLC-пам'ять через її надійність. Чи зібралися створити архів музики, фільмів чи ігор, а також другорядних програм? Тоді сміливо купуйте варіант на TLC-чіпах. Вінчестер же залиште під «звалище» всього матеріалу, що є на ПК. На SSD варто винести тільки додатки та ігри, що найчастіше використовуються, щоб зайвий раз не займати швидкісний простір диска.

Строк служби

Що стосується тривалості «життя» пристрою, то для TLC цей показник становить близько 5-6 років або близько 1000 циклів повного перезапису інформації. Для MLC показник зростає до 7-8 років за 3000 циклів. Ось тільки тут не діє правило «чи-небудь». З ладу цілком може вийти один із чіпів, так що не сподівайтеся на працездатність у 15 років.

Але й про HDD забувати не варто. Традиційні магнітні диски мають одну важливу перевагу перед твердотілими – термін служби. Вінчестер якщо і починає "сипатися", то поступово. Це можна проконтролювати в утилітах типу Victoria, перевіривши диск на биті сектори. SSD ж "вмирають" раптово, але вкрай рідко.

Висновки

Яка пам'ять краща? У плані швидкості та вартості 1 Гб лідирує TLC, у плані надійності – MLC. SSD - дуже цікавий тип пам'яті, який незабаром повинен якщо не повністю, то ґрунтовно змістити HDD з п'єдесталу. Порівнюйте моделі, перш ніж купити. Дивіться тести, огляди, гайди та робіть висновки. Поганих накопичувачів немає. Бувають переоцінені.

NAND Flash-пам'ять

Що застосовується сьогодні

У 2012 році споживчі SSD завершили міграцію на мікросхеми NAND-пам'яті, вироблені за техпроцесом 24 (від Toshiba) та 25 нм (від IMFT).

Більшість накопичувачів, які нам довелося за рік протестувати, комплектуються 25-нм пам'яттю виробництва IMFT двох різновидів: мікросхеми з асинхронним інтерфейсом ONFi 1.0 або синхронні з ONFi 2.X. Поширені сьогодні чіпи стандарту ONFi 2.1/2.2 мають пропускну спроможність 166 або 200 Мбайт/с, тоді як пропускна спроможність асинхронних чіпів складає всього 50 Мбайт/с.

Виробник	IMFT	IMFT	IMFT	IMFT	Toshiba	Toshiba	Samsung	Samsung	Samsung
Технологія	MLC	MLC	MLC	MLC	MLC	MLC	MLC	MLC	TLC
Техпроцес, нм	25	25	20	20	25	19	27	21	21
Інтерфейс	ONFi 1.0	ONFi 2.1/2.2	ONFi 2.3	ONFi 3.0	Toggle Mode DDR 1.X	Toggle Mode DDR 2.0	Toggle Mode DDR 1.1	Toggle Mode DDR 2.0	Toggle Mode DDR 2.0
Пропускна спроможність інтерфейсу, Мбайт/с	50	166/200	166/200	400	133	400	133	400	400
Макс. число циклів перезапису	3000—5000	3000—5000	3000	3000	5000	НД	НД	3000	1000—1500

Незважаючи на низьку продуктивність, чіпи ONFi 1.0 все ще широко використовуються завдяки їхній дешевизні в порівнянні з NAND Flash стандарту ONFi 2.X. Виробники твердотільних накопичувачів часто поєднують таку пам'ять із контролером SandForce SF-2281. За рахунок алгоритму компресії даних на льоту контролери SandForce знижують вимоги до пропускної здатності масиву пам'яті, і при записі даних, що добре стискаються, втрата продуктивності невелика. При роботі з даними, що погано стискаються, навпаки, дефіцит пропускної здатності проявляється (о, скільки разів ми це вже повторили!).

Третій різновид пам'яті, який зараз зустрічається в споживчих SSD, - це 24-нм мікросхеми з інтерфейсом Toggle-Mode DDR 1.0 виробництва Toshiba, які мають пропускну здатність 133 Мбайт/с. Нарешті, є мікросхеми Samsung, а також з інтерфейсом Toggle-Mode DDR 1.1, але виробляються вони за техпроцесом 27 нм. Шанс виявити їх у SSD, купленому в Росії, невеликий у зв'язку зі мізерною представленістю накопичувачів Samsung у нашому роздробі. Хіба що в ноутбуці потрапить.

Вперед до техпроцесу 19-21 нм

Тим часом ми вже впритул підійшли до чергової зміни техпроцесу у виробництві NAND-мікросхем. Попереду всіх в цьому напрямку виявився Samsung, який не тільки почав масовий випуск чіпів з інтерфейсом Toggle-Mode DDR 2.0 за нормою 21 нм, але і накопичувачі SSD 840 Pro, що вже продає, на їх основі. Якоїсь офіційної інформації про витривалість чіпів на новому техпроцесі від Samsung нам знайти не вдалося, але за непрямими даними можна судити, що 21-нм чіпи витримують до трьох тисяч циклів перезапису. Новий інтерфейс підвищує пропускну здатність мікросхеми до 400 Мбайт/с. Samsung SSD 840 Pro також комплектується контролером Samsung власної розробки та є одним із найшвидших споживчих SSD на сьогодні. Тільки не питайте, де купити ці приводи у Росії. Нам самим цікаво.

Також з'явилися перші SSD із пам'яттю Toggle-Mode DDR 2.0 та техпроцесом 19 нм виробництва Toshiba – Plextor M5 Pro. Про кількість циклів перезапису, призначеного для нових мікросхем, Toshiba не поширюється.

Набагато більше нам відомо про новий техпроцес та новий інтерфейс пам'яті від IMFT. Цей виробник випускає мікросхеми за нормою 20 нм об'ємом 64 Гбіт на один кристал. Інтерфейс чіпів оновився до рівня ONFi 2.3, що не принесло збільшення пропускної спроможності, але додало підтримки нової організації накопичувача під назвою EZ-NAND. EZ-NAND означає можливість перенести функцію контролю парності даних (ECC) з NAND-контролера на окремий чіп або інтегрувати її прямо до мікросхем пам'яті. Завдяки відділенню ECC забезпечується легкий апгрейд цієї функції, який у майбутньому абсолютно неминучий у міру переходу більш тонкі техпроцеси і супутнього зниження якості сигналу. До речі, ще раз про хворого: кількість допустимих циклів перезапису для 20-нм пам'яті від IMFT вдалося утримати на рівні 25-нм чіпів: три тисячі циклів.

Архітектура EZ-NAND: функцію ECC винесено з NAND-контролера (схема з Anandtech.com)

20-нм мікросхеми ONFi об'ємом 64 Гбіт на один NAND-пристрій зараз проходять обкатку у складі накопичувача Intel SSD 335 на базі контролера SandForce SF-2281. Одночасно готуються до випуску 20-нм кристали об'ємом 128 Гбіт, які вже мають інтерфейс ONFi 3.0 з пропускною здатністю 400 Мбайт/с. Але є вагомі причини, через які нам доведеться ще зачекати на появу 128-Гбітних чіпів у споживчих накопичувачах. По-перше, інтерфейс ONFi 3.0 не має зворотної сумісності з ONFi 2.X (серед іншого, збільшився обсяг сторінки з 8 до 16 Кбайт, що вже саме по собі вимагає оновлення прошивки контролерів). По-друге, IMFT потрібен час для того, щоб довести кількість виходу придатних кристалів до прийнятного рівня. Але в результаті, окрім приросту продуктивності, з'явиться можливість упакувати в один корпус до восьми 128-Гбіт NAND-пристроїв, актуальна для мобільних платформ.

TLC NAND: ще дешевше, ще тонше

Отже, це майже все, що потрібно знати про Flash пам'ять на сьогодні. Для повноти картини залишилося розповісти лише про TLC NAND — пам'ять із новим типом осередків, представлену на додаток до вже відомих SLC та MLC. Минулого року Samsung випустив перший серійний накопичувач на TLC-пам'яті SSD 840 без приставки Pro. Інтерфейс чіпів - Toggle Mode DDR 2.0, техпроцес - 21 нм. Не вдаючись у подробиці архітектури TLC, відзначимо головне — ця пам'ять дозволяє зберігати в осередку три біти інформації і тому працює повільніше, ніж MLC, і, найголовніше, має меншу витривалість. Точних даних про цей параметр у нас немає, але, знаючи про те, яка різниця між SLC і MLC і як витривалість змінювалася при зміні техпроцесу, можна припустити, що осередки TLC у пам'яті Samsung витримують в районі 1000-1500 циклів перезапису. Крім того, TLC вимагає потужнішого механізму контролю цілісності даних.

Що стосується продуктивності TLC, то вона менша, ніж у MLC, але той самий Samsung SSD 840 демонструє цілком пристойну для сучасного SSD початкового рівня продуктивність.

Витривалість Flash-пам'яті різних типів та вимоги до ECC (схема з Anandtech.com)

Поки що важко сказати, наскільки TLC NAND вигідніше за собівартістю щодо MLC. Теоретично потрійні осередки можуть знизити ціну виробництва на 30% порівняно з MLC, хоча зараз різниця напевно компенсується високим попитом і великим обсягом поставок MLC, з одного боку, і обмеженим випуском TLC — з іншого. І все ж таки TLC є перспективним способом знизити ціни на твердотільні накопичувачі, не приносячи великих жертв у галузі продуктивності. Ну а Samsung, маючи власне виробництво NAND Flash, технологію TLC і власні контролери, стає великою загрозою для тих виробників SSD, які лише займаються збиранням накопичувачів з «чужих» компонентів. На щастя останніх, азіатська імперія поки що не повернула у цьому напрямі своє вогняне око.

Ще раз про довговічність SSD

Той факт, що у Flash-пам'яті в міру переходу на нові техпроцеси знижується допустима кількість циклів перезапису, викликає у користувачів неспокій. Щоб перевірити гіпотезу про надзвичайну ненадійність і недовговічність SSD, що нібито має місце, ми одного разу вирахували теоретичний термін життя накопичувача об'ємом 128 Гбайт з NAND-пам'яттю на три тисячі циклів і показали, що міф про недовговічність SSD — це не більше ніж міф. Зрештою, будь-який накопичувач має свій термін життя, і навіть краще знати його заздалегідь. Тим більше, що виробники жорстких дисків жодного терміну життя не повідомляють. Тільки казкові значення часу напрацювання на відмову понад сотню років (sic!), які насправді означають не більше, що з сотні дисків за рік помирає один. Ну ось, повторно розрахуємо, скільки років нещадної експлуатації потрібно для того, щоб повністю вичерпати запас циклів перезапису сучасної MCL-пам'яті:

Порахуємо, скільки років при десктопному навантаженні знадобиться накопичувачу об'ємом 128 Гбайт, щоб виснажити всі свої осередки. Візьмемо об'єм даних, що записуються в день, по максимуму — 10 Гбайт, хоча мало хто реально записує стільки на десктопі, а якщо записує, то це, швидше за все, закачування з Інтернету відео та подібних даних, які немає сенсу тримати на SSD.

Більшість контролерів збільшить об'єм 10 Гбайт ще кілька разів за рахунок явища під назвою write amplification. Write amplification складається з кількох чинників. По-перше, SSD може записувати дані в комірки лише у вигляді про сторінок, типовий розмір яких — 4 Кбайт. А стираються дані так званими блоками, зазвичай, по 512 Кбайт. До того ж контролер постійно перетасовує дані в пам'яті, виконуючи очищення від записів для сміття. Тому може скластися така ситуація, коли замість 10 Гбайт, відправлених на SSD хост-контролером, в NAND-мікросхеми записується 100 Гбайт.

Отже, скільки за таких умов протягне накопичувач із чіпами, що витримують 5 тис. циклів перезапису? Так як контролер стежить за тим, щоб осередки зношувалися рівномірно, всі вони повинні підійти до кінця життя одночасно, і це станеться через 17,8 року (допитливі читачі можуть повторити розрахунок). Після цього останні записані дані залишаться в безпеці ще протягом 12 місяців.

Як бачите, навіть у найменш сприятливій гіпотетичній ситуації десктопний SSD об'ємом 128 Гбайт з MLC-пам'яттю на 5 тис. циклів може пропрацювати термін, за який можна виростити дитину. Відповідно, з пам'яттю на 3 тис. циклів тривалість життя накопичувача складе 10,7 року, що теж свідомо більше за термін морального старіння пристрою. 128 Гбайт — чи багато це буде за десять років?

Контролери SSD сьогодні та завтра

Минулого року з'явилося кілька цікавих продуктів на базі нових контролерів, які заперечили гегемонію платформи SandForce. Проте протягом року тестування новинок ми не побачили нових рекордів у бенчмарку послідовного читання. Схоже, що накопичувачі вже вперлися в межу пропускної спроможності інтерфейсу SATA 6 Гбіт/с, який не вдасться подолати, перш ніж відбудеться перехід до інтерфейсу SATA Express. А поки що продуктивність приростає у напрямку кількості операцій за секунду, а Intel, наприклад, освоює такий неочевидний її аспект, як сталість швидкості довільного доступу.

Великі хлопці взялися за SandForce

Добра частина з представлених в роздріб SSD базується на платформі SandForce SF-2281. Про властивості цього контролера ми писали вже багато разів. Сьогодні SF-2281 у поєднанні з синхронною пам'яттю якщо і не втримав беззаперечного лідерства, то, як і раніше, займає перші позиції в бенчмарках, хоча виявляє відому слабкість при записі даних, що погано стискаються.

Великою несподіванкою виявився той факт, що контролер SandForсe SF-2281 у SSD для інтерфейсу SATA стала використовувати Intel. Їм зараз оснащуються Intel SSD 520, SSD 330 і SSD 335. Союз Intel і SandForce примітний тим, що у SandForce на той момент склалася сумнівна репутація щодо надійності. Був і знаменитий баг у контролері, що за певних умов викликає BSOD, і дрібніші неприємності на зразок того, коли чергова версія публічної прошивки SF-2281 зламала відпрацювання команди TRIM. Схоже, маленький стартап SandForce, приголомшений раптовим успіхом першої версії своєї платформи, поспішив випустити оновлення без належного контролю якості.

Intel SSD 520 - продуктивність SandForce плюс надійність Intel

Intel у процесі підготовки SSD 520 довелося виконати роботу над помилками свого молодшого партнера. Накопичувачі на SF-2281 від Intel мають ексклюзивну прошивку і, за заявою виробника, більш надійні, ніж пристрої з публічною версією firmware. Принаймні, знаменитого бага з BSOD вони точно позбавлені. На жаль, Intel все одно опростоволосілася з контролером SandForce, коли виявилося, що, всупереч специфікаціям, чіп не виконує шифрування за стандартом AES-256, а використовує лише 128-бітний ключ. Довелося організувати програму повернення для тих покупців, яким було потрібне саме AES-256.

Нині компанія SandForce куплена LSI Corporation, великим виробником напівпровідникових пристроїв для зберігання даних (наприклад, контролерів для жорстких дисків). Всупереч побоюванням, що мали місце, LSI не збирається виробляти власні SSD на базі чіпів SandForce, і існуючим партнерам компанії (OCZ, Corsair тощо) ніхто не перекриє кисень. Тільки можливостей з розробки та, головне, тестування продуктів у команди SandForce під крилом LSI додасться.

Поки що нічого конкретно не відомо як про контролерів SandForce третього покоління, так і про те, в який термін з'являться перші продукти на їх основі. Представники компанії кажуть тільки те, що пріоритетом для розробників зараз є підвищення продуктивності при записі даних, що погано стискаються, і загальне збільшення кількості операцій за секунду при довільному доступі, що вимагає як більшої обчислювальної потужності, так і удосконалень у прошивці. Очевидним обмеженням для різкого підвищення швидкостей лінійного читання/запису для SandForce є хост-інтерфейс SATA 6 Гбіт/с та інтерфейс ONFi 2.X мікросхем пам'яті від IMFT. І є ймовірність, що перша проблема буде вирішена шляхом використання PCI-E як зовнішній інтерфейс.

Indilinx Everest 2, Barefoot 3 від OCZ

Одним з головних ньюсмейкерів у рубриці "Накопичувачі" була і залишається компанія OCZ. Ще в 2011 році вона придбала розробника NAND-контролерів Indillinx, відомого у минулому своїми чіпами лінійки Barefoot. Мотивація OCZ зрозуміла: SSD нині продаються з невеликою маржою, ціни падають і скоро вже буде важко залишатися в цьому бізнесі, якщо твій внесок у продукт обмежується розпаюванням мікросхем на PCB. Впевнено почуваються компанії, які мають свою частку у виробництві NAND-пам'яті, наприклад Intel і Samsung. А для OCZ єдиний спосіб відчутно знизити собівартість SSD полягає в тому, щоб зіскочити з голки SandForce та завести власний NAND-контролер. Іншу копієчку, мабуть, OCZ економить, самостійно упаковуючи NAND-пристрою в корпуси, що помітно за її логотипом, що рясно покриває нутрощі SSD, що тестуються.

На початок 2012 року OCZ вже випускала дві лінійки щодо недорогих накопичувачів на базі платформи Indilinx Everest – Octane та Petrol. Потім було представлено флагманську модель на базі Everest 2 — Vertex 4 та її здешевлений варіант — Agility 4 .

OCZ Vertex 4 на платформі Indilinx Everest 2

Попри очікування, Everest як у першій, так і в другій версії платформи не є повністю розробкою OCZ. Сам процесор виготовлений Marvell. Ймовірно, це модель 88SS9174 або свіжіша 88SS9187. OCZ зробила лише прошивку. І ось з прошивкою Vertex 4 якраз таки була пов'язана певна інтрига.

Vertex 4 продемонстрував дуже непогану продуктивність, але на позицію однозначного наступника або "вбивці" Vertex 3 новинка не тягнула. Швидше можна було сказати, що Vertex 4 був альтернативним варіантом з іншими акцентами в його, так би мовити, профілі продуктивності. Але виходять прошивки версії 1.4 і 1.5, що послідовно створюють радикальний приріст швидкості, особливо в частині послідовного запису. Vertex 3 та інші накопичувачі на SandForce SF-2281 із синхронними мікросхемами все ще мають певні переваги перед Vertex 4, та все ж за сукупністю переваг та недоліків його вже можна вважати кроком уперед порівняно з колишнім флагманом.

Особливо хороша модель об'ємом 128 Гбайт, яка завдяки новій прошивці може успішно змагатися з іншими SSD на платформі Marvell (ось як багато залежить від firmware!) вдвічі більшого об'єму (а різниця між моделями на 128 та 256 Гбайт у SSD завжди є суттєвою).

Agility 4 відрізняється від Vertex 4 типом пам'яті, що використовується: асинхронні 25-нм мікросхеми IMFT замість синхронних. У випадку з Agility 3 і Vertex 3 така заміна пройшла відносно безболісно для продуктивності завдяки компресії даних і дозволила дещо зекономити на вартості пристрою. А ось у Agility 4 немає рятівної компресії, тому він досить сильно просів у бенчмарках, та й ціна на нього встановлена дуже непереконлива за наявності потужної конкуренції з боку Vertex 3 і Agility 3.

Зараз, однак, з'явився продукт на чіпі Barefoot 3, першому контролері OCZ, зробленому від початку до кінця in house, - Vector. "Цього разу ніякого кремнію від Marvell, все самі, самі" - як би кажуть нам хлопці з OCZ. Він уже потрапив у чіпкі руки вашого покірного слуги і найближчим часом буде протестований. Поки що, дивлячись на специфікації пристрою та огляди наших західних колег, можна сказати, що Vector вийшов навіть швидшим, ніж Vertex 4, і претендує на статус найшвидшого споживчого SSD на сьогоднішній день.

Marvell 88SS9174-BLD2 як і раніше в ходу, перші продукти на Marvell 88SS9187

Marvell представляє другу, окрім SandForce, поширену сьогодні платформу для SSD. Серед SSD на Marvell минулого року ми тестували Crucial m4 (у складі групового тесту SSD об'ємом 120-128 Гбайт), Plextor M3 та M3 Pro.

Контролер Marvell 88SS9174 не є чимось новим. Його перша версія, 88SS9174-BJP2, з'явилася ще 2010 року. На даний момент чіп оновився до третьої версії, 88SS9174-BLD2, і в накопичувачах поєднується із сучасною пам'яттю: 25-нм IMFT або 24-нм Toshiba Toggle-Mode DDR.

Конкретні моделі на платформі Marvell можуть сильно відрізнятися одна від одної за продуктивністю через особливості прошивки. Цей факт, з одного боку, відлякує від Marvell партнерів, які не мають достатнього R&D-ресурсу, а з іншого - забезпечує великі можливості для тих, у кого він є. Plextor належить до останньої категорії. Чесно кажучи, мало хто очікував, що компанія, відома хіба старожилам як виробник оптичних приводів, раптово увійде в авангард виробників SSD. Минулорічні новинки, Plextor M3 і M3 Pro, протестовані нами, показали видатну продуктивність серед пристроїв з чіпами Marvell і можна порівняти з найкращими сучасними SSD на інших контролерах.

Plextor M3 Pro – найшвидші SSD на платформі Marvell 88SS9174-BLD2

Plextor M5 Pro є першим накопичувачем на основі чіпа Marvell 88SS9187 і одночасно першим SSD з 19-нм пам'яттю Toshiba Toggle-Mode DDR 2.0. Ми вже тримали його в руках, але відклали вихід статті у зв'язку з тим, що Plextor зробила з ним те саме, що OCZ — з Vertex 4, випустивши оновлення прошивки, яке, серед інших змін у продуктивності, збільшує швидкість довільного читання до 100 тис. .операцій в секунду. Обіцяємо організувати огляд, як тільки до нас прибуде оновлений семпл.

Несподівані новинки на LAMD LM87800

Corsair стала використовувати в споживчих SSD контролер LAMD LM87800 від раніше невідомої широкої публіки компанії LAMD (повна назва - Link A Media Devices, входить до складу SK Hynix), яка раніше виробляла контролери лише корпоративних накопичувачів.

LM87800 - восьмиканальний контролер з підтримкою з інтерфейсів ONFi 2.X і Toggle Mode DDR. Два накопичувачі на платформі LAMD, випущені Corsair, - Neutron і Neutron GTX - комплектуються синхронними 25-нм мікросхемами Micron і 24-нм чіпами Toshiba Toggle-Mode DDR відповідно. Серед усіх протестованих нами накопичувачів Corsair Neutron GTX зайняв лідируючі позиції у тестах з усіх основних аспектів продуктивності. Нічого швидше для інтерфейсу SATA нам поки що не доводилося тестувати. Corsair Neutron без приставки GTX, згідно зі специфікаціями, має бути помітно повільнішим.

Новий контролер LAMD LM87800 у складі Corsair Neutron GTX

Intel. Повернення до власної платформи

В останні роки Intel, яка колись була локомотивом розвитку SSD, здавалося б, закинула власну платформу і переключилася на NAND-контролери від сторонніх виробників. Спочатку Intel SSD 510 на платформі Marvell, потім ряд пристроїв на чіпі SandForce. І ось, нарешті, корпоративний накопичувач із третьою версією власного кремнію Intel – SSD DC S3700.

Контролер Intel третього покоління у SSD DC S3700 (фото Anandtech.com)

Новий контролер нарешті підтримує інтерфейс SATA 6 Гбіт/с, має восьмиканальну архітектуру і забезпечує шифрування за стандартом AES-256. За продуктивністю SSD DC S3700 в цілому поступається накопичувачам на платформі SandForce, якщо не брати до уваги залежність останнього від компресії даних. Сила SSD DC S3700 в тому, що накопичувач забезпечує постійну кількість операцій за секунду при довільному записі навіть при тривалому навантаженні такого роду, що є проблемою для багатьох інших архітектур. Не дивно, що Intel випустила саме корпоративний SSD на цьому чіпі: розташування акцентів неактуальне для десктопу.