С какой памятью лучше ssd

Примеры устройств

Для наглядности мы рассмотрим примеры разных реальных устройств с разными типами памяти. Это позволит вам понять, чем они отличаются и какие SSD лучше.

MLC

Представителем памяти MLC у нас будет накопитель под названием Transcend SSD 370STS256GSSD370S. Объем тестового образца 256 ГБ.

Устройство отличается металлическим корпусом, высоким ресурсом и большим объемом данных при записи на отказ.

TLC

Рассмотрим устройство с типом памяти, который мы не рекомендуем покупать. Это, в отличие от предыдущего, будет SSD накопитель Kingston A400SA400S37/240G на 240 ГБ.

Как видно, скорость чтения тут немного ниже, зато запись обгоняет предыдущего нашего лауреата. В этом и заключается разница между ними.

3D XPoint

Также существуют новые типы памяти, которые просто с гигантским отрывом выигрывают у MLC и TLC. Они лучше во всем и сейчас вы лично в этом убедитесь. Рассмотрим устройство под названием Intel Optane 900P PCIeSSDPED1D480GASX на 480 ГБ.

Данное устройство подключается уже не по SATA (она не может обеспечить нужной пропускной способности), а через PCI-шину. Соответственно, требуется вывод теплого воздуха, хотя охлаждение тут используется пассивное.

Данный SSD использует новый тип памяти под кодовым названием 3D XPoint (анонсирована Intel и Micron в июле 2015). Пока о ней известно только, что для записи данных тут используется изменение сопротивления материала. Ячейки, вместе с селектором, расположены на пересечении перпендикулярных линий адресации слов и битов.

Как работают флэш-накопители?

Большинство представленных сегодня на рынке микросхем флэш-памяти типа NAND позволяют хранить один, два или три бита данных в каждой ячейке. Эти типы флэш-памяти называются, соответственно, Single Level Cell (SLC), Multi-Level Cell (MLC) и Triple Level Cell (TLC). Из этих трех типов памяти самыми надежными и долговечными являются микросхемы, построенные на базе технологии SLC, отличающиеся высокой стабильностью удержания данных и более высокой стоимостью.

SLC-чипы считаются наиболее устойчивыми к сбоям. Это происходит потому, что каждая ячейка MLC должна сохранять информацию о двух битах данных (00, 01, 10 или 11), в то время, как ячейка SLC содержит лишь один (0 или 1). Вероятность ошибки снижается, когда каждая ячейка должна представлять только один бит. По этой же причине для хранения одного и того же объема данных требуется значительно большее количество ячеек SLC NAND, чем ячеек типа MLC. Этот факт, а также более высокая удельная стоимость хранения данных в пересчете на один бит, приводят к нежеланию многих предприятий использовать память типа SLC.

Миф о износе памяти

      В интернете очень много пишут о том, что все современные SSD диски недолговечны, и не прослужат долго. На самом деле это всего лишь миф, все современные SSD, даже с дешевой памятью успешно прослужат вам такой же срок как и обычные жесткие диски, или даже раньше они морально устареют, и вы купите новый накопитель.

     Все современные SSD имеют очень навороченный контроллер, который не даст памяти так быстро износиться, так что задумываться по поводу долговечности практически нет необходимости.

     Перед выходом из строя, большинство этих устройств успели пропустить через себя 700 Тбайт информации, а 2 из них — даже 1 Пбайт. Это поистине огромное количество данных и вы вряд ли его достигните в домашних условиях.

     Все это относиться к обычным домашним ПК, если вы покупаете SSD в сервер, где он подвержен постоянной работе с огромным количеством данных, то нужно задуматься о его долговечности и очень тщательно выбирать такой накопитель.

Існуючі типи пам’яті SSD

Швидкість передачі інформації, а також кількість циклів перезапису в твердотільних дисках залежать від вбудованої флеш-пам’яті і контролера. Тип пам’яті SSD диска за способом читання/запису буває NAND і 3D NAND. За способом зберігання інформації накопичувачі бувають чотирьох видів TLC, eMLC, MLC, SLC. Всі вони працюють на транзисторах і своєрідних плаваючих затворах. При цьому рівень напруги, який зберігається на плаваючих затворах, і обумовлює значення бітів/біта інформації, що зберігається. Одиничний транзистор може зберігати один біт інформації, два або три. Через бажання збільшити обсяг пам’яті твердотільного накопичувача і знизити його собівартість, за весь час існування і було створено чотири типи пам’яті SSD:

1. Перші твердотільні накопичувачі були оснащені типом пам’яті SLC. Це однорівнева ячейка, на якій зберігається тільки 1 Біт інформації. Є певне номінальне значення, що визначає, кількість зберігання Бітів в ячейці. Коли напруга вище логічного номінального, то там зберігається логічна одиниця, якщо нижче номінального – 0. Тому в одній ячейці і зберігається всього один біт, так як є тільки 2 визначающих значення напруги. Для перших SSD накопичувачів SLC пам’ять показувала дивовижні можливості, особливо в порівнянні з жорсткими дисками. При цьому термін придатності або показник циклів перезапису вище всіх наступних типів – 100 тис. Продуктивність також висока – швидкість зчитування інформації 25 мс, основний недолік – висока ціна і малий обсяг пам’яті. Тому тип SSD на основі SLC використовується тільки для роботи серверів і дата-центрів.

1. Виробники стали битися над створенням флеш-пам’яті, яка могла б зберігати не один біт пам’яті в ячейці, а хоча б два. Для цього їм довелося збільшити кількість порогів напруги. Так з’явився тип пам’яті MLC, що використовує вже чотири окремих значення напруги – 00, 01, 10, 11. В підсумку, все-таки вдалося знизити ціну на SSD в цілому, але за рахунок збільшення щільності пам’яті, мікросхеми стали більш чутливими до негативних факторів і перегріву і показник P/E (кількість циклів перезапису) знизився в 10 разів, а точніше до 10 тис. Швидкість передачі даних теж впала майже в два рази – до 45 мс.

1. Підвид пам’яті MLC оптимізований під підприємницький сектор використання, обслуговування серверів, дата-центрів. Тип флеш-пам’яті eMLC щось середнє між SLC і MLC: кількість циклів перезапису 20-30 тис. Але за швидкістю обробки даних поступається SLC.
2. Вдала реалізація попереднього способу зберігання більшої інформації на одній ячейці і бажання зробити твердотільні накопичувачі бюджетними і доступними простим користувачам, призвели до створення типу пам’яті TLC. Для неї вже було створено 8 порогових значень напруги (000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111), відповідно одина ячейка вже могла зберігати три Біта пам’яті. Занадто щільне зберігання інформації знову негативно відобразилось на технічних характеристиках, таких як швидкість читання і запису інформації і довгостроковості роботи SSD. Так, кількість можливих циклів запису і перезапису в порівнянні з SLC зі 100 тис. знизилося до 3-5 тисяч. Швидкість передачі даних у SSD з TLC пам’яттю стала всього лише 25 мс, але цей показник все одно вище, ніж у HDD дисків в 10 разів. У той же час вартість на твердотільний накопичувач такого плану зробила його доступним для будь-якого середньостатистичного користувача.

Для домашнього використання найчастіше вибирають SSD з типом пам’яті TLC або MLC.

Читайте також: 6 програм для перевірки SSD диска на помилки, швидкість і биті сектора.

Чем отличаются MLC и TLC

В этот раз речь идет именно о TLC и MLC ячейках. Однако, существуют и другие типы чипов памяти. Рассмотрим каждый из них подробнее, чтобы понять, какой лучше.

Практически во всех современных SSD (будь то MLC или TLC) используется 3D NAND технология, которая означает применение нескольких слоев с транзисторами. Это повышает надежность устройств и их быстродействие.

Существует и более старая технология SLC (Single Level Cell), в ней, в отличие от предыдущих, слой был всего один. Однако в силу плохих технических параметров она мало используется и рассматривать мы ее не станем.

Лучшая материнская плата для 3d моделирования и рендеринга

Материнская плата гораздо меньше других комплектующих влияет на конечную производительность компьютера при рендеринге и работе в 3d приложениях, но важно убедиться, что выбранная мать поддерживает все что нужно: • Поддержка нужного CPU сокета: у разных процессоров разные сокеты для подключения, поэтому важно убедиться, что выбранная материнская плата имеет требуемый слот для процессора. • Поддержка максимального количества памяти: разные материнские платы имеют ограничения по количеству суммарной оперативной памяти, которая может быть в системе и по количеству слотов под нее

Стоит убедиться, что слотов хватит для набора RAM, который вы собираетесь установить. • Поддержка M.2 (NVME дисков): если собираетесь ставить M.2 диск, материнская плата должна иметь поддержку дисков этого типа. Подробнее о дисках мы расскажем чуть позже. • Размер материнской платы: материнские платы имеют разные размеры и стоит убедиться в совместимости по форм-фактору материнки и корпуса.

Срок службы

Ресурс измеряется сразу по двум параметрам. Это время работы на отказ и количество терабайт записанной информации. И если с первым параметром все хорошо, то второй является слабым местом SSD. Точнее, являлся ранее.

Если взглянуть на приведенную выше таблицу, можно понять, что в данном случае технология MLC выигрывает – очередной плюс в свою копилку.

На скриншоте изображен текущий объем записанных данных для диска Samsung SSD EVO на 250 Гб. При этом гарантированный ресурс составляет 150 Тб.

Сам ресурс исходит из надежности транзисторов, в которые записываются байты. При этом триггеры переключаются из одного положения во второе и количество таких переключений ограничено. Когда оно подходит к концу, ячейка памяти «умирает» и помечается системой как отсутствующая.

Краткий обзор рынка флэш-памяти

Готовя эту статью, я изучил много рыночной и финансовой аналитики по индустрии полупроводников из открытых и закрытых источников (в т.ч. на корейском языке 🙂 И если с финансовыми показателями компаний все однозначно, то объемы и прогнозы поставок SSD и NAND сильно варьируются в зависимости от источника

Впрочем, тенденции везде одинаковые, поэтому обращайте внимание на них, а не на абсолютные цифры

Спрос на SSD и NAND

Хотя продажи SSD все еще выглядят бледно на фоне HDD, твердотельные диски продолжают поступательное движение, что способствует росту производства флэш-памяти.

Здесь должны быть учтены как потребительские, так и корпоративные диски. Например, объем поставок первых у Micron больше в 2-3 раза (точный расклад компания не раскрывает из коммерческих соображений). Однако эта картина отражает лишь ситуацию на рынке .

В миллионах планшетов и смартфонов используется , и это тоже флэш-память. К экранам и фотокамерам новых смартфонов традиционно приковано больше внимания, но ведь объемы дискового пространства в них тоже растут!

Спрос на флэш-память по типу устройств в календарные годы. Данные IDC, iSupply, HI Investment & Securities, ноябрь 2014 года.

На диаграмме выше «Handset Embedded» — это встроенная в смартфон память. Несмотря на ее небольшой объем в сравнении с твердотельными накопителями для ПК, . Да и небольшой ли он?

Неудивительно, что Apple отъедает 1/6 часть пирога флэш-памяти!

Доля рынка Apple в потреблении флэш-памяти и закупаемый ей объем в млн GB. Данные DRAMeXchange, 2014 год,

Я настойчиво подталкиваю вас к мысли, что технологический прогресс NAND нужно рассматривать в контексте спроса, который в первую очередь диктует мобильный сектор.

Крупнейшие игроки на рынке флэш-памяти

При покупке SSD многие люди ориентируются на брэнд, что в полной мере стараются использовать ОЕМ-сборщики SSD вроде Kingston, Corsair, ADATA и прочих компаний, не имеющих своего производства. С другой стороны, крупнейшие изготовители флэш-памяти могут быть не слишком заинтересованы в продаже дисков конечным пользователям (SK Hynix) или не иметь прочных позиций на рынке потребительских SSD (Toshiba).

Ответ на этот вопрос дают сведения ресурса DRAMeXchange, которые я преобразовал в диаграмму. Годовая выручка рынка NAND около 30 млрд долларов (для справки: столько же продает Nike 🙂

Оказывается, выручка Toshiba сопоставима со всем концерном . Зато бизнес Intel в меньшей степени зависит от флэш-памяти за счет диверсификации, а наработки компании в процессорах способствуют инновациям в NAND. Между тем, почти треть рынка занимает Samsung.

Какую флэш-память выпускают сейчас

За два года техпроцесс шагнул с 25-24nm до 19-16nm. Согласно диаграмме ниже, сейчас 90% поставленной NAND выполнено по техпроцессам 20nm и 1xnm, в чем вы сами можете отчасти убедиться на примерах дисков из этой статьи.

Обратите внимание на ярко-красные вкрапления 3D NAND, ближайшего будущего индустрии флэш-памяти. Рассказ о новой технологии будет ближе к концу статьи, но отныне придется обозначать термином «2D NAND» память предыдущего поколения, чтобы не запутаться

Давайте посмотрим, что нам предлагают в конце 2014 года компании первого уровня под своими брэндами.

MLC 2D NAND

Диски с этой памятью сейчас установлены в ПК автора блога и большинства читателей.

Samsung

В официальном магазине лидера рынка уже нет накопителей на MLC 2D NAND — на то он и лидер! Последним героем стал 840 Pro с 21nm Toggle Mode MLC — это был лучший SSD 2012 года, и его еще можно купить у других продавцов.

Запас выносливости у диска очень большой. Например, модель 256GB в тестировании шести дисков на убой выдержала 2.4PB (!)

Показатель выравнивания износа был исчерпан на 500TB, после чего диск принял еще почти 2000TB, продолжая использовать резервные блоки памяти

Кстати, именно этот SSD трудится у меня уже больше года в качестве основного, а старому Kingston HyperX 3K (25nm MLC NAND) теперь отведена роль диска под эксперименты и виртуальные машины. По совпадению два HyperX засветились в том же тесте, и один составляет пару выживших с 840 Pro, хотя две неустранимые ошибки выявились еще на подходе… к петабайту!

К Samsung мы еще вернемся, конечно.

Intel и Micron

Несмотря на совместное производство (IMFT), партнеры отличаются по графику вывода новых моделей на рынок. Потребительская линейка Intel, несколько лет строившаяся целиком на контроллерах SandForce, сейчас состоит из моделей 730 и 530 с памятью, изготовленной по техпроцессу 20nm. Ключевая разница между этими SSD заключается в контроллере: Intel 530 работает на старом добром SF-2281, а 730 – уже на собственном чипе Intel.

По сути, компания перенесла на потребительский рынок архитектуру корпоративных дисков DC S3500/S3700, включая защиту от потери питания. Диск для бизнеса отличает , что достигается в немалой степени за счет большей резервной области. Зато в модели Intel 730 контроллер и интерфейс NAND работают на более высокой частоте, что повышает быстродействие во время пиковых нагрузок.

Intel 730 — логотип игровой платформы Skulltrail подтверждает серьезность намерений фирмы завоевать сердца энтузиастов

У Crucial (торговая марка потребительских SSD компании Micron) еще недавно модельный ряд состоял из единственного накопителя. Сначала компания долго сидела на модели m4 с контроллером Marvell не первой свежести, лишь весной 2013 года заменив ее на М500 с Marvell 88SS9187 и 20nm MLC NAND на борту. Спустя год Crucial выпустила более производительный диск M550 тоже с памятью 20nm MLC, но с обновленным чипом Marvell 88SS9189.

Это ключевое изменение, потому что в остальном накопитель построен на архитектуре М550 и работает на таком же контроллере. Интересно, что в модели 128GB используется 20nm NAND, и только старшие модели несут на борту новую память 16nm.

Crucial MX100 — новый и недорогой диск с гарантированным объемом записи 72TB от компании первого уровня

Кстати, Micron наконец-то определилась с маркировкой новых моделей. Отныне потребительские диски Crucial с высокой производительностью представлены в линейке “MX”, бюджетные — в «BX», а “M” – накопители под брэндом Micron для изготовителей ПК (на старые модели это не распространяется, конечно).

Toshiba и SanDisk

Эти две компании исторически были не слишком активны в изготовлении «коробочных» SSD. Однако их накопители давно пользуются спросом у изготовителей ПК (), а память устанавливают в свои твердотельные диски многие ОЕМ-сборщики.

Впрочем, в последние годы партнеры активизировались на потребительском рынке под своими брэндами. Так, Toshiba выпустила диски с загадочным названием Q Series Pro на 19nm MLC NAND 1го поколения (они также продавались под более звучным именем Strontium Hawk стороннего изготовителя).

SanDisk развивает линейки Ultra и Extreme, обозначая модели маркетинговыми приставками вроде Plus и Pro. Например, флагман SanDisk Extreme Pro несет на борту 19nm MLC NAND 2го поколения с плотностью кристалла 64Gbit.

SanDisk Extreme Pro – один из самых быстрых дисков 2013 – 2014 годов

Устройство SSD

Плату SSD можно условно разделить на 3 основных блока:

1. 3D NAND-память (не путать с NOR Flash). Эта часть используется для хранения данных в энергонезависимых блоках, которые не требуют постоянного питания от электросети.
2. DDR. Небольшое количество энергозависимой памяти, которой нужно питание для сохранения данных. Используется с целью кэширования информации для будущего доступа. Эта опция доступна не на всех накопителях.
3. Контроллер. Выступает в качестве посредника, соединяя 3D NAND-память и компьютер. Контроллер также содержит встроенное программное обеспечение, которое помогает управлять SSD.

NAND-память, в отличие от NOR, построена из множества ячеек, содержащих биты, которые включаются или выключаются за счет электрического заряда. Организация этих отключаемых ячеек представляет данные, хранящиеся на SSD. Количество битов в этих ячейках также определяется разновидностью памяти. Например, в Single Level Cell (SLC) ячейка содержит 1 бит. Накопители NOR обычно используются в сетевых устройствах.

Причина, по которой флешка SLC располагает малым объемом памяти, заключается в ее небольшом физическом размере по сравнению с другими элементами Printed Circuit Board (PCB). Не стоит забывать, что PCB включает контроллер, память DDR и 3D NAND-память, которые нужно как-то разместить внутри системного блока персонального компьютера. Память MLC NAND удваивает количество бит на ячейку, а TLC — утраивает. Это положительно сказывается на объеме памяти. Накопители NOR предоставляют доступ к случайной информации, из-за чего их не используют, как жесткий диск.

Есть определенные причины, по которым производители продолжают выпускать флеш-память с 1 битом на ячейку. Накопители SLC считаются самыми быстрыми и надежными, но они относительно дорогие и обладают ограниченным объемом памяти. Вот почему такое устройство наиболее предпочтительно для компьютеров, которые подвергаются сильным нагрузкам.

Видеокарта для вьюпорта

Поскольку обычно именно процессор выступает узким местом в производительности вьюпорта, выбор видеокарты, как правило, не даст большой разницы, при условии что вы выбираете из актуальных и достаточно производительных. Нечасто бывает в 3d приложениях, чтобы видеокарта обрабатывала данные медленнее, чем CPU обновлял меши, деформеры и прочие элементы. Проще говоря, это обычно видеокарта вынуждена ждать процессор, а не наоборот. К исключениям можно отнести проекты с тяжелыми отражениями, антиальянсингом и похожими вещами во вьюпорте – тогда стоит брать GPU помощнее. Или если у вас высокополигональные RAW меши по 50 млн полигонов с минимум модификаторов – тогда да, система упрется в максимальную производительность видеокарты раньше, чем в процессор.

Что выбрать и какой лучше?

А теперь самое интересное, что же я вам могу посоветовать. Долго рассусоливать не буду. Если вы берёте ssd для дома, для души. То есть для установки на него ОС, то берите TLC обычную и не парьтесь. Если денег не жалко берите MLC или TLC 3D, но ито это через чур.

Важный момент

Обращайте внимание не на сами чипы, а на другой параметр. Это Tbw, писал о нём здесь

Он реально показывает сколько всего вы сможете обработать терабайт данных за весь срок жизни устройства. На Яндекс маркете этот параметр указывается в характеристиках.

Почему не надо парится над чипами? Щас и это объясню со своей колокольни. У меня есть ссд, у него TLC.

Теперь про скорость чипов. Они не сильно то и различаются если честно. Скорость записи чутка меняется из за расположения ячеек. И они меняются на милисекунды и на микросекунды. И не более.

Что лучше — MLC или TLC

В общем случае, память MLC имеет преимущества над TLC, основные из которых:

• Более высокую скорость работы.
• Более продолжительный срок службы.
• Меньшее энергопотребление.

Недостаток — более высокая цена MLC по сравнению с TLC.

Однако следует иметь в виду, что речь идёт именно об «общем случае», в реальных устройствах, представленных в продаже вы можете увидеть:

И это не все параметры: скорость, срок службы и энергопотребление будут также отличаться от «поколения» накопителя (более новые, как правило, более совершенны: в настоящее время SSD продолжают развиваться и совершенствоваться), его общего объема и количества свободного места при использовании и даже температурного режима при использовании (для быстрых NVMe накопителей).

В итоге, строгий и точный вердикт о том, что MLC лучше TLC вынести нельзя — например, приобретя более емкий и новый SSD с TLC и лучшим набором характеристик, вы можете выиграть по всем параметрам по сравнению с приобретением накопителя с MLC по аналогичной цене, т.е. следует учитывать все параметры, а начинать анализ с доступного бюджета на покупку (например, если говорить при бюджете до 10000 рублей, обычно накопители с TLC памятью будут предпочтительнее MLC как для SATA, так и для PCI-E устройств).