SSD	  PE	  ÎNŢELESUL	  TUTUROR!	  Ce	  înseamnă	  SSD?	  Care	  este	  tehnologia	  din	  spatele	  lor?	  Care	  sunt	  a...
Revenind la ierarhie, blocurile de                         conţine mai multe astfel de chip-uri dememorie sunt organizate ...
Am adus în discuţie avantaje precum                  conţin atât pagini valide cât şi pagini invalidesilenţiozitate, rezis...
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

SSD pe intelesul tuturor!

1,186

Published on

Un articol despre SSD-uri scris in octombrie 2010 pentru o revista, pe nume Console, al carui prim numar nu a mai reusit sa vada niciodata lumina zilei.

Bibliografie:
http://www.anandtech.com/show/2738
http://www.anandtech.com/show/2829
http://www.anandtech.com/show/2614
http://en.wikipedia.org/wiki/Solid-state_drive

Published in: Technology
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total Views
1,186
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
11
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

SSD pe intelesul tuturor!

  1. 1. SSD  PE  ÎNŢELESUL  TUTUROR!  Ce  înseamnă  SSD?  Care  este  tehnologia  din  spatele  lor?  Care  sunt  avantajele  şi  dezavantajele  lor?  Sunt  numai  câteva  întrebări  la  care  vom  încerca  să  răspundem  în  periplul  nostru  către  înţelegerea  acestei  noi  tehnologii.   Dacă mă întrebai acum cinci ani care Celulele de memorie sunt organizate îneste cea mai puţin fiabilă şi sensibilă grupuri, iar un astfel de grup de celule secomponentă a unui calculator, ti-aş fi răspuns numeşte pagină de memorie. O pagină defără nici o ezitare: dispozitivul de stocare. Mai memorie reprezintă cea mai mică unitate careexact, hard disk-ul! poate fi citită sau scrisă la un moment dat. Astăzi însă lucrurile s-au schimbat. Pe Dimensiunea uzuală a unei pagini de memoriepiaţă a apărut o nouă soluţie de stocare a în ziua de astăzi este de 4 KB.datelor, soluţie pe care o voi prezenta în detaliuşi pe înţelesul tuturor în acest articol: SSD-ul. Acronimul SSD înseamnă Solid-State Pagină  de  Drive. SSD-ul se bazează pe o tehnologie memorie  similară cu cea a memoriilor flash USB. (4  KB)  Diferenţa esenţială dintre cele două dispozitivede stocare constă în faptul că SSD-ul, spredeosebire de HDD (hard disk drive), nu are La rândul lor, paginile de memoriecomponente electromecanice în mişcare. sunt organizate în alte grupuri, rezultând astfel blocurile de memorie. Un bloc de memorieAnatomie reprezintă cea mai mică unitate care poate fi În prezent, majoritatea SSD-urilor ştearsă la un moment dat dintr-un dispozitiv depersistente de pe piaţă sunt bazate pe memorie tip NAND flash (fie el memorie flash USB sauflash de tip NAND. Un dispozitiv SSD conţine SSD)! Dimensiunea uzuală a unui bloc demilioane de tranzistori de tip n-MOSFET, memorie în ziua de astăzi este de 128 pagini defiecare astfel de tranzistor reprezentând o memorie, adică 512 KB.celulă care poate reţine stările „1” sau „0” (unbit) chiar şi atunci cand nu este alimentată cu Bloc  de  memorie  curent electric. Pentru a modifica starea unuibit, controller-ul va aplica un anumit voltaj (128  pagini  =  512  KB)  asupra celulei. În realitate, există două tipuri de                                    memorie NAND flash integrată în SSD-uri:SLC şi MLC. Memoria de tip SLC (Single-Level Cell) este cea descrisă anterior, în care ocelulă poate avea două stări („0” sau „1”) şi încare controller-ul va aplica doar două voltaje. Al doilea tip de memorie NAND flash,MLC (Multi-Level Cell), permite reţinerea apatru stări („00”, „01”, „10” şi „11”) în aceeasicelulă de memorie (deci în aceeaşi suprafaţă!). Asta înseamnă că o pagină de memorieAstfel, în cazul MLC, controller-ul va aplica poate fi citită în mod direct oricând sau poate fipatru nivele de voltaj. scrisă doar dacă este goală. Însă, ea nu poate fi Practic, diferenţa constructivă dintre suprascrisă în mod direct, ci trebuie ca maicele două constă în modul de scriere / citire al întâi întregul bloc de memorie să fie şters şiunei celule. abia apoi scrisă pagina respectivă. Dacă în Însă, datorită faptului că o celulă de tip respectivul bloc există pagini de memorieMLC poate reţine patru stări (deşi ocupă ocupate de către alte fişiere, atunci înainte deaceeaşi suprafaţă fizică cu o celulă de tip SLC) ştergerea întregului bloc, trebuie ca mai întâiapare un dezavantaj inevitabil: accesul la datele din ele să fie salvate în memoriacelulele de tip MLC este mai lent. controller-ului urmând ca după operaţia de ştergere să fie restocate în aceleaşi pagini de memorie. [1]  
  2. 2. Revenind la ierarhie, blocurile de conţine mai multe astfel de chip-uri dememorie sunt organizate la rândul lor sub memorie.forma unui chip de memorie. Iar un SSDOperaţie SLC NAND flash MLC NAND flashCitire aleatoare 25 µs 50 µsScriere 250 µs 900 µsŞtergere 2 ms per bloc 2 ms per bloc Tabel 1: Comparaţie între durata unei operaţii pe o memorie flash de tip SLC şi o memorie flash de tip MLCTransparenţa faţă de SO tabelă de alocare a fişierelor. Practic, rolul Sistemele de operare (SO) moderne acestei tabele este de a corela fişierele cucomunică cu HDD-urile folosind o adresare blocurile de date ocupate de acestea la nivellogică a blocurilor de date fizice. Astfel, deşi fizic.HDD-ul este un mediu rotativ (un HDD Şi în cazul SSD-urilor, SO-ul foloseşteconţine mai multe platane, fiecare platan tot o adresare liniară împreună cu o tabelă deconţine mai multe piste circulare concentrice, alocare a fişierelor. Însă, în cazul SSD-uriloriar fiecare pistă este la rândul ei este divizată în mai există un strat intermediar între adreselesectoare), sistemul de operare adresează logice ale blocurilor de date gestionate de SOblocurile de date fizice într-un mod liniar, şi adresele fizice ale blocurilor de date. Stratulasociind fiecărui bloc de date fizic o adresă intermediar este administrat de controller-ullogică. SSD-ului. Rolul său este de a asigura o Sistemul de operare ştie în orice utilizare uniformă a celulelor unui SSD,moment care blocuri de date sunt libere şi care deoarece o celulă de memorie flash poate fisunt ocupate. De asemenea, sistemul de scrisă de un numar limitat de ori.operare ştie, pentru fiecare fişier în parte, pe ce Pentru a înţelege mai bine mecanismulblocuri de date este stocat acesta. Toate aceste de scriere a celulelor unui SSD, consultaţiinformaţii sunt reţinute de către SO într-o tabelul 2.Comandă către SO Reacţie la nivel fizic pe un HDD Reacţie la nivel fizic pe un SSD Scrie blocurile de date aferente Scrie paginile de memorie aferenteCreare fişier fişierului. fişierului. Daca e loc pe dispozitiv, scrie în altă Suprascrie aceleaşi blocuri de date cu pagină de memorie, altfel ştergeSuprascriere fişier noile valori. întregul bloc şi scrie în aceleaşi pagini de memorie.Ştergere fişier Nimic. Nimic. Tabel 2: Gestiunea blocurilor de date de nivel fizic la SSD-uri şi HDD-uri.SSD vs HDD: avantaje Iar în ceea ce priveşte al doilea factor, Având în vedere faptul că nu au neexistând fricţiune între componente,componente în mişcare, SSD-urile sunt concluzia e simplă: adio programe desilenţioase şi rezistente la şocuri mecanice. monitorizare a temperaturii dispozitivelor deDaca primul factor poate fi neglijat, ei bine, cel stocare!de-al doilea factor devine extrem de important Un alt avantaj pe care îl au SSD-urileîn momentul în care aducem în discuţie în faţa HDD-urilor este durata de viaţă. Oultraportabilele. celulă de memorie flash de tip MLC poate fi De asemenea, tot datorită faptului că scrisă de aproximativ 10.000 ori, pe când onu au componente electromecanice, SSD-urile celulă de memorie flash de tip SLC poate ficonsumă mai puţină energie şi degajă mai scrisă de aproximativ 100.000 ori. La primapuţină căldură. Din nou, aceşti doi factori vedere poate părea îngrijorător, dar daca e sadevin extrem de relevanţi în momentul în care punem toate datele de până acum pe o foaie deaducem în discuţie calculatoarele portabile, hârtie şi să efectuăm nişte estimări, vom vedeaconsumul redus de energie al unui SSD că în realitate, durata de viaţă a unui SSD esteîmbunătăţind vizibil durata de viaţă a bateriei. net superioară comparativ cu cea a unui HDD. [2]  
  3. 3. Am adus în discuţie avantaje precum conţin atât pagini valide cât şi pagini invalidesilenţiozitate, rezistenţa sporită la şocuri de memorie (o pagină validă conţine datelemecanice precum şi consumul redus de unui fişier existent la nivel logic; o paginăenergie, însă avantajul major pe care îl au invalidă conţine datele unui fişier care a fostSSD-urile împotriva HDD-urilor este viteza de şters la nivel logic).lucru. Performanţa scade datorită faptului că, În primul rând, viteza de lucru se nemaiexistând pagini goale de memorie, pentrudatorează arhitecturii. În medie, un chip de a utiliza o pagină invalidă trebuie ca mai întâimemorie NAND flash are o lăţime de bandă de să fie şters întregul bloc de memorie – iar20 MB/s. Dar, având în vedere faptul că un această operaţie durează 2 ms.SSD conţine mai multe chip-uri de memorie, Ca să înţelegem mai bine, să luăm unprecum şi faptul că acestea pot lucra în paralel, mic exemplu. Să presupunem că avem de scrisrezultă că laţimea de bandă a unui SSD poate un fişier de 120 KB pe un SSD de tip MLCajunge chiar şi la 200 MB/s! nefolosit (deci avem doar pagini goale). În al doilea rând, timpul de acces în Această operaţie va dura 27 ms (120 KB / 4cazul SSD-urilor este de 0.1 ms, pe când în KB * 0.9 ms) . În cazul unui SSD care are lacazul unui HDD normal, timpul de acces se dispoziţie doar pagini invalide de memorie şisituează undeva pe la 8 ms. Timpul de acces presupunând că fişierul va fi scris într-unreprezintă durata dintre momentul în care singur bloc de memorie, aceeaşi operaţie vadispozitivul primeşte o comandă de dura: 117 ms (2 ms + 128 * 0.9 ms). Adică decitire/scriere şi momentul în care acesta duce aproximativ 4 ori mai mult!comanda respectivă la îndeplinire. O soluţie nepractică pentru această problemă este ca la un anumit interval de timpSSD vs HDD: dezavantaje să se copieze tot conţinutul SSD-ului pe un Mai ţineţi minte expresia „Theres no HDD extern, să se şteargă toate blocurile desuch thing as a free lunch”? Ei bine, din păcate memorie, iar apoi să se repună datele la loc.se aplică şi în cazul SSD-urilor. O altă soluţie, de data aceasta practică, În primul rând, SSD-urile sunt mai este comanda TRIM. Această comandă arescumpe decat HDD-urile. Mult mai scumpe. grijă să informeze SO-ul atunci când un blocDesigur, nu mai au preţuri prohibitive ca acum de date nu mai are pagini valide. Astfel, chiarcâţiva ani, dar tot sunt de cateva ori mai dacă nu va fi folosit în viitorul apropiat, bloculscumpe decât un HDD de aceeaşi capacitate - de date poate fi şters pentru a fi pregătit înasta în cazul SSD-urilor de tip MLC. Un SSD vederea unei eventuale scrieri a unei pagini dede tip SLC, având aceeaşi capacitate cu un memorie din el. Comanda TRIM trebuie sa fieSSD de tip MLC, are în general un preţ dublu suportată de către SO, Microsoft Windows 7decât acesta din urmă. numărându-se printre aceste SO-uri. O altă problemă la SSD-uri este faptulcă performanţa acestora tinde să se Gânduri de finaldegradeze pe masură ce sunt folosite şi Pe internet circulă o vorbă despre SSD:încărcate cu date. n-ai crede că e rapid, până când nu rămâi fără Să ne reamintim faptul că în cazul unui el.SSD, prin rescrierea unui fişier, paginile de Deşi performanţa li se degradează înmemorie iniţiale ramân intacte, iar noile date timp, SSD-urile din ziua de azi rămân maisunt înscrise în alte pagini de memorie, pentru rapide decat HDD-urile pe întreaga durată dea se asigura astfel o utilizare uniformă a funcţionare.celulelor unui SSD. De asemenea, să ne În câţiva ani, tehnologia din spatele lorreamintim faptul că, pentru a suprascrie o va fi radical îmbunătăţită, preţurile vor scădea,pagină de memorie, trebuie ca mai întai să fie iar HDD-ul va intra în istorie alături de floppyşters întregul bloc de memorie care o conţine şi disk.abia apoi scrisă pagina respectivă. Daca e să coroborăm ceea ce ştim pânăacum cu faptul că majoritatea utilizatorilor au Vlad Petretendinţa de a îşi umple dispozitivele de stocare vlad@vladpetre.comcu date destul de repede, rezultă imediat un http://twitter.com/vladpetre88grad foarte mare de blocuri de memorie care http://linkedin.com/in/vladpetre88 [3]  

×