Dyski SSD to ekscytujący obszar technologii, która obiecuje wysoką wydajność dla szerokiej gamy aplikacji korporacyjnych. Niestety, niektórzy dostawcy dysków SSD wprowadzili zamieszanie, ze śmiałością kierując swoje rozwiązania do zastosowań korporacyjnych, którym te nie zawsze potrafiły sprostać podczas rzeczywistej eksploatacji – wbrew twierdzeniom i zapewnieniom dostawców. Ponadto, brak standardów testowania w sferze korporacyjnej – środowiska dla biznesu obfitego w aplikacje, które nie toleruje nadmiernej awaryjności – spotęgował ten problem.
Konstrukcja dysku SSD: Podstawy
Konstrukcja dysku SSD składa się z dwóch zasadniczych elementów, które powinny być zintegrowane w celu stworzenia solidnego rozwiązania: pamięci nieulotnej (trwałej) i sterownika.
Pamięć stosowana najczęściej w dyskach SSD to nieulotna pamięć flash NAND i jest produkowana w klasach o zróżnicowanej jakości. Dysk NAND zaprojektowano w oparciu o technologię single-level cell (SLC) lub multi-level cell (MLC). SLC utrzymuje zapis jednego bitu na komórkę (1 bpc), charakteryzuje się większą wytrzymałością, ale jest znacznie bardziej kosztowna w produkcji przy większych pojemnościach. Ponadto, wadą technologii SLC jest wysoki koszt idący w parze z mniejszą ogólną pojemnością.
MLC NAND ma mniejszą wytrzymałość, ponieważ wiele bitów danych jest współdzielonych w każdej komórce, chociaż dyski MLC magazynują większe ilości i mogą być produkowane znacznie taniej. Dyski MLC są oferowane w odmianach trzech i dwóch bitów na komórkę (3 bpc, 2 bpc), przy czym odmiana 3 bpc dysponuje najwyższą dostępną pojemnością przy mniejszej wydajności.
Po pamięci NAND, kluczowym elementem dysku SSD jest jego sterownik. Sterownik to centrum dowodzenia pamięci NAND, wyznaczające miejsce, w którym każda komórka pamięci odczyta lub zapisze dane i skomunikuje się z interfejsem, który łączy się z komputerem. Ponieważ pamięć NAND sama w sobie jest niedoskonała, ważną częścią konstrukcji jest to, jak sterownik reaguje i działa w celu skorygowania błędów. Dodatkowo, pamięć NAND ma skończoną liczbę zapisów na komórkę, które mogą być dokonane przed zużyciem komórki. Dobrze zaprojektowany sterownik będzie stosować jeden z kilku stylów niwelowania zużycia, technikę, która wykorzystuje algorytmy do zarządzania użytkowaniem komórki i alokacji danych na przestrzeni pamięci NAND, w celu maksymalizowania trwałości dysku SSD.
Poza tym, pamięć NAND i jej sterownik są zintegrowane z elektroniką i układem ASIC jako końcowe elementy konstrukcji. Układ ASIC i konstrukcja elektroniki zapewni dyskom SSD niezbędną moc/napięcie. Konstrukcja, a także jakość dobranych składników może się tutaj różnić. Słaba konstrukcja układu ASIC może doprowadzić do przedwczesnego uszkodzenia części, zatem nie powinno się zaniedbywać tego obszaru.
Technologie MLC i SLC w przedsiębiorstwie
Na początku rozwoju konstrukcji dysków SSD, projekty oparte o technologię SLC były przeznaczone do zastosowań korporacyjnych wymagających najwyższej wydajności, jednak w praktyce wykorzystywano je wyłącznie do zastosowań niszowych, gdzie same koszty pamięci masowej nie stanowiły podstawowego problemu.
W większości przedsiębiorstw istnieją ograniczenia budżetowe w zakresie kosztów systemu i rozwiązań informatycznych; z tego powodu, rozwiązania MLC mogą być potencjalnie lepszym wyborem. Jednak trwałość i niezawodność zapisu pozostają źródłem obaw przy zastosowaniu dysków MLC w przedsiębiorstwie. Projektanci dysków SSD uznają fakt, że gdyby można było rozwiązać problemy technologii MLC, nadawałaby się ona idealnie do większości systemów pamięci masowej w górnych segmentach transakcyjnych Warstwy 0. W tym celu, Seagate i Samsung podjęły wspólne działania, aby sprostać tym wyzwaniom. Łącząc doświadczenie firmy Seagate w zakresie technologii korekcji błędów nośników oraz wiedzę firmy Samsung w zakresie pamięci NAND, obie firmy podjęły się opracowania dysku SSD opartego na technologii MLC, która może zaspokoić faktyczne potrzeby środowisk korporacyjnych.
Klasa korporacyjna a klasa kliencka
W przypadku tradycyjnych dysków twardych (HDD), niezawodność konstrukcji klasy korporacyjnej testuje się w cyklu całodobowym przy pełnym obciążeniu. Klasa korporacyjna jest również oparta o środowiska wielodyskowe, z naciskiem na losowy dostęp i mieszane obciążenia. Pamięć masowa nieprzeznaczona do zastosowań korporacyjnych lub kliencka jest testowana w oparciu o typowe 8-godzinne, codzienne cykle eksploatacji. Ponadto, pamięć masowa klasy klienckiej koncentruje się na środowiskach jednodyskowych.
Potrzeby związane z pamięcią masową dysku SSD są takie same, jak w przypadku dysków HDD w przedsiębiorstwie, jednak jeszcze do niedawna nie było żadnych standardów. Wcześniej na rynku istniał problem, ponieważ wiele dysków SSD reklamowanych jako dyski klasy korporacyjnej nie działało jak prawdziwe dyski SSD tej klasy i odznaczało się wysokim wskaźnikiem awaryjności podczas kwalifikacji OEM oraz w praktycznym zastosowaniu.
We wrześniu 2010 r. stowarzyszenie JEDEC Solid State Association opublikowało dwa zestawy standardów w zakresie trwałości i niezawodności dysków SSD. JEDEC JESD218 i JESD219 odnosiły się do standardów wymaganych w celu rozróżnienia pomiędzy wytrzymałością dysków SSD w klasie aplikacji korporacyjnych i klasie klienckiej, dwóch podstawowych klasach, które służą jako budulec dla opracowania obecnych i przyszłych standardów dysków SSD. Dokumenty dotyczące obu standardów są dostępne do pobrania. Te standardy określają szczególne wymagania dla każdej klasy aplikacji, opisują metodologię przeprowadzania testów, a także tworzą Ocenę wytrzymałości dysków SSD, która udostępnia standardowe porównanie wytrzymałości dysków SSD w oparciu o klasę aplikacji.
Firma Seagate aktywnie uczestniczyła w opracowaniu standardów JEDEC i przewodniczyła podkomisji JEDEC JC-64.8, będącą platformą dla bardzo potrzebnego opracowania standardów dysków SSD. Aktywnie uczestnicząc w rozwoju tych standardów i zapewniając ścieżkę testów, producenci OEM przechowywania i klientów będzie lepiej, w końcu o dyski SSD, które mogą być przetestowane, a następnie pewnie umieszczone w najbardziej odpowiednich środowisk pamięci masowej.
Tabela: Technologia MLC i SLC
| Technologia MLC |
Technologia SLC |
| Wiele bitów na komórkę (2 bpc lub 3 bpc) |
Jeden bit na komórkę (1 bpc) |
| Mniejsza szybkość niż w przypadku SLC |
Najwyższa wydajność |
| Krótsza trwałość |
Dłuższa trwałość |
| Niższe koszty |
Wyższe koszty |
| Większa pojemność |
Mniejsza pojemność |
Informacje zawarte w niniejszym biuletynie marketingowym pojawiły się po raz pierwszy w formie artykułu na enterprisestorage.com (grudzień 2010 r.), napisanego przez Teresę Worth, Starszego Kierownika ds. Marketingu Produktu w firmie Seagate i Davida Szabados, Starszego Kierownika Działu Komunikacji w firmie Seagate.
Znacznik:
