ssd
80

Zastanawialiście się, dlaczego dyski SSD tak potaniały? Oto powód

SSD tańsze niż HDD? Takich czasów dożyliśmy. Jednak za obniżką ceny nie stoi niewidzialna ręka rynku, a technologia, którą warto poznać, by z nowych dysków korzystać rozsądnie.

Jeżeli odwiedzaliście ostatnio dowolny sklep z elektroniką i macie więcej niż 25 lat, jest duża szansa, że waszą uwagę przyciągnęła półka z dyskami SSD. Dlaczego? Otóż zapewne tak jak ja pamiętacie jeszcze czasy, gdy ceny SSD w stosunku do HDD były niczym niebo a ziemia i chociażby zbliżenie się do stosunku 1 zł/GB było marzeniem ściętej głowy. Jeżeli natomiast spojrzymy na najnowszą serię konsumenckich dysków Samsunga 860 QVO, zobaczymy, że 1 TB możemy nabyć już za 500 zł, co oznacza, że za 1 GB pamięci płacimy 0,50 zł. Część osób pomyśli, że tak działają prawa rynku – w końcu technologia ta jest już z nami od jakiegoś czasu, więc to naturalne, że tanieje, prawda?

Nie.

W tym wypadku bowiem spadek ceny nie jest podyktowany ekonomią, a tym, jaki produkt dostajemy. W przypadku Samsunga dyski mogą różnić się jedną literką na opakowaniu (EVO vs QVO), ale pod maską są to zupełnie różne od siebie produkty.

ssd

Co oznaczają skróty SLC, MLC, TLC i QLC?

W dużym uproszczeniu – dyski SSD zapisują nasze dane w komórkach (ang. cells) zbudowanych z półprzewodników. Dane zapisywane są na nich poprzez podanie ładunku elektrycznego o odpowiednim napięciu. Na początku istnienia dysków SSD mieliśmy wyłącznie ich wersję SLC, czyli „Single Level Cell”. Oznaczało to, że na jedną komórkę przypada jeden bit informacji. Były one szybkie, niezawodne i piekielnie drogie. Dlatego też chwilę później pojawił się standard MLC – Multi Level Cell, który wbrew nazwie najczęściej odnosi się do dwóch bitów składowanych w jednej komórce. Jak się pewnie domyślacie – TLC to Triple Level Cell, a QLC – Quad Level Cell, czyli składowanie 4 bitów w komórce. I właśnie z QLC mamy to czynienia w przypadku Samsungów QVO. Na papierze nie wygląda to więc źle, jednak w rzeczywistości ma duży wpływ na to, jak działa dany dysk.

Dyski QLC zużywają się dużo szybciej

Kupując dysk zazwyczaj mamy nadzieję na to, że będzie on skutecznie przechowywał nasze dane. Niestety, w przypadku takich dysków jak wspomniany 860 QVO, korzystający właśnie z QLC, możemy mieć z tym problem. Wszystko dlatego, że to, jaką wartość przyjmuje dana komórka w SSD zależy od podanego na nią napięcia. Jak dobrze zauważył Kamil, jeżeli chcemy zapisać tylko 2 bity danych, musimy już rozróżnić 4 poziomy napięcia (00,01,11,10). W przypadku 4 bitów będzie to już 16 różnych poziomów. Niestety, półprzewodniki, z których zrobiona jest komórka pod wpływem częstych transferów po prostu się zużywają, przez co z czasem odczyt napięcia z takiej komórki zaczyna odbiegać od normy. Jeżeli mamy do czynienia z SLC, która posiada tylko dwa stany na komórkę – problem pojawia się dużo później, ponieważ duża różnica potencjałów pozwala na duży margines błędu. W przypadku 16 stanów, nawet minimalne odchylenie od normy sprawia, że kontroler dysku może nie być w stanie rozróżnić, z jaką wartością ma do czynienia. Taka komórka pozwala na około 1 000 cykli zapisu i kasowania, co w porównaniu z 3 000 przy TLC jest zauważalnie niższą wartością. Producenci dysków są tego świadomi, dlatego w przypadku omawianego Samsunga, firma daje na niego krótszą gwarancję (3 lata vs. 5 na TLC).

ssd

Dyski SSD QLC są wolniejsze niż HDD

Jeżeli będziemy chcieli zapisać duży plik na dyskach QLC, bardzo prawdopodobne, że zaobserwujemy bardzo podobne zachowanie. Otóż na samym początku nie odczujemy różnicy pomiędzy zapisem QLC a TLC czy MLC – wszystko będzie odbywać się tak samo szybko. Jeżeli jednak przekroczymy pewną magiczną granicę, zależną od pojemności dysku – nasza prędkość zapisu drastycznie spadnie, nawet do poziomu poniżej tych obserwowanych na dyskach twardych (~100 MB/s). Dlaczego tak się dzieje? Otóż procesor znajdujący się w SSD potrzebuje po prostu więcej czasu, by przejść przez wszystkie komórki, zbadać stan ich napięcia, zobaczyć która przestrzeń jest wolna i zdecydować, gdzie umieścić dane. Skąd więc duża początkowa prędkość zapisu? Otóż tutaj ma miejsce sprytny trik twórców. Jeżeli zlecimy zapis pliku na dysku, jego oprogramowanie zacznie traktować część przestrzeni QLC jako SLC, pozwalając nam na szybki zapis, a kiedy on się skończy – przeniesie ono powoli te dane do właściwego QLC. Przestrzeń ta nie jest jednak nieskończona i w omawianym dziś Samsungu 860 QVO 1 TB wynosi około 40 GB. Jeżeli będziemy chcieli więc przenieść na niego Ark Survival Evolved (ok. 100 GB), to cóż… lepiej zaparzmy sobie herbatę i weźmy do tego jakąś dobrą książkę.

ssd

Dyski QLC to nie jest zło wcielone

Zapewne w trakcie czytania tego artykułu zastanawialiście się, czy „Q” w „QVO” oznacza właśnie cztery bity zapisane w jednej komórce. Otóż – nie. „QVO” to nic innego jak skrót od „Quality and Value Optimized” i moim zdaniem to właśnie tym są nowe dyski Samsunga – balansowaniem pomiędzy trwałością, szybkością zapisu, pojemnością a ceną.  Jestem zdania, że zarówno te, jak i inne dyski QLC sprawdzą się świetnie u większości konsumentów, a dzięki trikom z zapisem do pamięci „cache”, większość z nich nie zauważy nawet, że używa innego typu dysku. Jedyne, o czym warto pamiętać, to ich przeznaczenie – odradzałbym stawiać na nich system i raczej nie instalowałbym ich w domowym NAS. Nie da się też przecenić tego, że to właśnie QLC pozwala większej liczbie konsumentów na skorzystanie z potencjału SSD. Co więcej, QLC zadomowiły się już w naszych domach na tyle dobrze, że Intel pracuje już nad kolejnym standardem, czyli PLC, gdzie na jedną komórkę przypadnie 5 bitów informacji i 32 różne napięcia.

ssd

Przyszłość, przynajmniej w kwestii dysków, zapowiada się więc bardzo ciekawie :)