שאלה לגבי מהירויות SSD

[jackhammer]

שלום לכולם.

מעניין אותי לדעת משהו ולא ממש הצלחתי למצוא לזה התייחסות בגוגל.

למה מהירויות הכתיבה מגיעות לשיא בדגם ה256GB?

ז'תומרת, ככל שעולים מנפח לנפח בנפחים הנמוכים, המהירות עולה באופן די משמעותי.

אבל שעולים מ256 ל512 ברוב הדגמים המהירות נשארת זהה ובחלק עולה ממש בצורה זניחה.

אני מניח שיש לזה קשר למספר השבבים שנמצאים בשימוש בכל כונן, אבל לא הצלחתי למצוא לזה הסבר מדויק שיסביר את התופעה.

אשמח למידע ממי שיודע.

[Art Tatum]

זה לא נכון.

ברוב הדגמים מהירות הכתיבה הרציפה דומה לנפח הכונן.

יש כמה דגמים מהתקופות האחרונות שיש מנגנון האצת כתיבה(מוגבל בנפח) שמוציא תוצאות טובות יותר.

לכן יש לכאורה כונני 250GB עם כתיבה רציפה מהירה בעשרות אחוזים מנפח הכונן.

ברוב המקרים האצה זו מוגבלת בנפח, וכשהBUFFER מתמלא המהירות יורדת עד שלBUFFER יש זמן לרוקן את המידע שהצטבר עליו.

אפילו עם ההאצה, מדובר על שיפור של 30-50%.

יש כמה כונני 256GB חדשים בתקן M.2, ובמעט SATA 3 יקרים, שבאמת מתקרבים למקסימום הקיים בדגם ה512GB.

אך שוב מדובר בהאצת כתיבה זמנית שנגמרת אחרי כמה שניות, כך שפעולות ארוכות יותר של כתיבה יהיו משמעותית איטיות מדגם ה512GB לו יש מהירות כתיבה גבוהה ללא BUFFER האצה.

יש כמה 256GB נדירים ויקרים, להם יש מהירות רגילה דומה לזו המקבלת עם האצה בינונית(שעדיין פחות מהירה מ512GB).

אז לומר ש256GB דומים ל512GB בכתיבה זה חטא לאמת.

יותר נכון לומר שברמת הבסיס 256GB הם קרוב לחצי במהירות הכתיבה הרציפה יחדית ל512GB.

ושיש כמה יוצאי דופן(פירות הקידמה) להם האצות ושיפורים קלים מול דורות קודמים/כוננים אחרים, אך אלו עושים רק חצי דרך לצימצום הפער.

[jackhammer]

http://media.bestofmicro.com/B/E/431978/original/Max-Seq.png

תראה לדוגמא את Crucial M500

מהירות הכתיבה של דגם ה120GB היא 130מגהבייט

240GB זה עולה ל255מגה

480GB עולה ל 420-430 ושם פחות או יותר זה נעצר...

גם הדגמים של 512, 960, 1024 עומדים על (פחות או יותר) אותה מהירות.

גם בסמסונג 840 EVO

120GB עומד על 220מגה

250GB עומד על 320

500GB עומד על 460

וגם 1000GB עומד על 460

זה נראה כאילו הקפיצות נעצרות בשלב מסוים... אולי לא כולם נעצרים ב256 כמו שאמרתי, אז ב500... אבל למה זה קורה?

זה בגלל ההאצה שאתה מתכוון? אז למה בכוננים הכי יקרים (1TB) אין שיפור ביצועים?

[Art Tatum]

את ההאצה אתה יכול לראות בEVO הקטנים שבגלל ה"האצה"(הזמנית) מקבלים כמה עשרות אחוזים שיפור במהירות הכתיבה הרציפה(לפעולות שאינן מתמשכות מעבר לכמה שניות).

הקפיצות נעצרות ב512GB קודם כל כי הכונן הגיע למקסימום פס הרוחב של הבקר SATA III.

ובחלק מהמקרים בחלק מהמשתנים הזכרונות של הכונן לא מסוגלים לעבור זאת.

היצרנים משתמשים בזכרונות להם ביצועים מסויימים.

משום מה הזכרונות בהם עושים שימוש בכונני SSD, מאז ועד היום אינם סימטרים במהירות הקריאה והכתיבה.

לכן כשכונן 512GB מצליח להגיע בכתיבה לקצה יכולתו של הבקר(או קרוב לכך), סביר להניח שמבחינת ביצועי קריאה הכונן מסוגל ליותר.

תיאורטית כמובן היצרנים יכולים להשתמש ביותר זכרונות, ולפתח בקרים שיגשו ליותר צ'יפים במקביל.

וכך בדיוק הם עושים.

אבל נוצר מצב בו יצרני הזכרונות מוציאים צ'יפים יותר מהירים, ויצרני הSSD משתמשים בפחות צ'יפים בהתאם.

וכך למרבה האירוניה, במקום לסגור את הפער בין מהירות הכתיבה לקריאה הרציפה, מטעמי חיסכון הוא ממשיך להתקיים בנפחים הקטנים.

[jackhammer]

אז בעצם פעולת הכתיבה מתבצעת על מספר שבבים ביחד?

אם כל שבב יכול להכיל 16GB של מידע ואני כותב אליו סרט של חצי גיגה (סתם מספרים לדוגמה) אז הוא כותב את המידע על גבי כמה שבבים בו זמנית כדי לקבל יותר מהירות?

אם לא אז המהירות מוגבלת לביצועים המקסימליים של שבב יחיד (מעבר למגבלה של הSATA) לא?

ואם זה כן ככה אז זה קצת כמו הסיכון שיש ברייד 0 לא?

[Art Tatum]

אין לזה קשר לRAID, זה ארכיטקטורה פנימית של הכונן לפיזור מקבילי של המידע בין צ'יפים.

תיאורטית אפשר לעשות את אותו הדבר בתוך צ'יפ זיכרון יחיד שמתוכנן בעצמו לפזר את המידע במקביל בין איזורים שונים.

אני די בטוח שקיימים צ'יפים מורכבים כאלו כיום, ונמצאים בשימוש בSSD.

זה לא משנה אם זה דחוס לתוך צ'יפ אחד, או כמה צ'יפים מפוזרים על לוח אלקטרוני שמכיל גם רכיב לניהולם.

לינאריות היא קונספט שכבר מזמן לא אמור להתקיים ברכיבים אלקטרונים לעיבוד מידע בנפחים גדולים.

RAID זה ישום של רעיון המקביליות, ע"י שימוש בחומרה או תוכנה שניגשת לכמה "כוננים" במקביל.

אך מכיוון ששיטה זו מערבת את מערכת הקבצים, ותלויה באמינות הכוננים, זה הפך להיות סיפור מורכב עם בעיות(ופתרונות) יחודיות למערך.

בRAID 0 יש מצב שאחד הכוננים מת, או שמערכת הקבצים נפגמת ואיתה נופל כל המידע.

בSSD הסיכוי שצ'יפ ימות הוא אפסי.

תאים יכולים למות אחרי מספר רב של כתיבות.

כתשובה לכך הכונן משתדל לפזר את הכתיבות כדי להימנע מדגרדציה לא אחידה.

ומעביר את המידע לתאים טובים יותר לפני שהתאים השחוקים מפסיקים לעבוד לגמרי.

כך שמעבר לעניין חיי הכונן שנגמרים בשלב כלשהוא בעקבות שחיקה, אין לSSD סיכונים של ממש לאבד מידע קיים.

כשכונן הSSD מלא, מטבע הדברים תיווצר חוסר אחידות בין כמות הכתיבות לתאים, כי יהיו פחות תאים לפזר בינהם כתיבות חדשות(מה שעלול להשפיע גם על הביצועים שמבוססים על עיקרון הפיזור המקבילי), ויותר תאים שאין עליהם תחלופת מידע.

[jackhammer]

RAID זה ישום של רעיון המקביליות, ע"י שימוש בחומרה או תוכנה שניגשת לכמה "כוננים" במקביל.

אך מכיוון ששיטה זו מערבת את מערכת הקבצים, ותלויה באמינות הכוננים, זה הפך להיות סיפור מורכב עם בעיות(ופתרונות) יחודיות למערך.

בRAID 0 יש מצב שאחד הכוננים מת, או שמערכת הקבצים נפגמת ואיתה נופל כל המידע.

בSSD הסיכוי שצ'יפ ימות הוא אפסי.

תאים יכולים למות אחרי מספר רב של כתיבות.

כתשובה לכך הכונן משתדל לפזר את הכתיבות כדי להימנע מדגרדציה לא אחידה.

ומעביר את המידע לתאים טובים יותר לפני שהתאים השחוקים מפסיקים לעבוד לגמרי.

כך שמעבר לעניין חיי הכונן שנגמרים בשלב כלשהוא בעקבות שחיקה, אין לSSD סיכונים של ממש לאבד מידע קיים.

תאמת אחרי שכתבתי את התגובה נזכרתי שגם על HDD המידע מפוזר על כמה פלטות (בדגמים שיש מספר פלטות) ככה שאם קורה משהו ורק אחת הפלטות שובקת חיים אז כל הHDD ימות.

אז כנראה שזה אותו דבר כאן (אם, ברמה התאורטית, אחד הצ'יפים ישבוק חיים אז כל המידע יאבד. אפילו שהסיכוי הוא אפסי).

אז בחזרה לנושא המקורי,

מספר השבבים הפיזיים בכונן כן משפיע על מהירות הכתיבה (עד למגבלות האחרות כמו מהירות הממשק עצמו)?

[Art Tatum]

משפיע, אבל הכל יחסי לסוג הצ'יפים.

אפשר לבנות כונן מהרבה צ'יפים קטנים ואיטיים.

אפשר לבנות כונן ממעט צ'יפים גדולים ומהירים יותר.

[jackhammer]

קאפיש