TBW er en forkortelse for Terabytes Written og DWPD er en forkortelse for Device Writes Per Day. Begge er mål for flashlagringens udholdenhed.
- Conflating Reliability and Endurance in SSDs
- Hvad er teknologien bag Samsung Z-NAND?
Flashlagring har en grænse for antallet af skrivecyklusser (eller specifikt program/erase), der kan udføres på mediet. Hver P/E-cyklus påvirker kvaliteten af siliciumsubstratet, hvilket reducerer pålideligheden af læsningen af det lagrede indhold. Til sidst bliver NAND-elementet upålideligt til lagring af data og kan ikke længere anvendes. Det antal P/E-cyklusser, som en bestemt type NAND-flash kan tåle, kaldes udholdenhed. Når man bygger solid state-enheder af NAND, giver enhedens udholdenhed og kapacitet en datamængde, som enheden kan acceptere inden for producentens garanti for pålidelighed.
Udholdenhedsberegningen kan udtrykkes på to måder; TBW (terabytes written) repræsenterer den samlede mængde data, der kan skrives til en lagerenhed i absolutte tal. DWPD udtrykker den samme værdi som et forhold mellem kapaciteten over tid. Forestil dig f.eks. en enhed med en femårig garanti. Det svarer til 1.825 dage. For en enhed som f.eks. Intel DC S3500 80 GB-drevet med 80 GB er udholdenheden vurderet til 45 TBW. Hvis vi omregner denne værdi til gigabyte og dividerer den med antallet af garantidage og enhedens kapacitet, kommer vi frem til et DWPD-tal på 45.000 / (1.825 *80) = 0,3 DWPD. Vi kan også sige, at drevet er i stand til pålideligt at skrive omkring 24,65 GB nye data pr. dag. De to tal hænger således sammen:
- DWPD = TBW * 1000 / (warrantied-days * capacity-in-GB)
- TBW = (DWPD * warrantied-days * capacity-in-GB) / 1000
Bemærk, at vi har anvendt en multiplikator på 1000 for TB til GB. Når vi ser på det linkede specifikationsblad, kan vi se, at TBW er proportional med flashens kapacitet (større drev har større TBW), hvilket logisk set indebærer, at for den samme enhed/model bør DWPD-tallet forblive nogenlunde konstant.
TBW og PBW
Med større kapacitet og drev med højere udholdenhed angiver nogle leverandører PBW-tallene. Dette er simpelthen udholdenhed udtrykt som skrevne petabytes. F.eks. har Intel DC P4600 Series 2TB SSD’en en udholdenhed på 11,08 PBW, hvilket svarer til en DWPD på 3. Garantien på en SSD udtrykkes typisk som enten en tidsperiode eller det punkt, hvor den absolutte kapacitet er blevet skrevet. Hvis vi tager et andet eksempel, har Samsung 850 Pro SATA III 1TB SSD’en en garanti på 10 år eller 300 TBW. I løbet af den 10-årige levetid betyder det en DWPD på 0,08, hvilket virker ret lavt. Med en 5-årig periode fordobles denne værdi naturligvis til 0,16. Producenten garanterer drevet for enten den skrevne kapacitet eller den tid, drevet har været i brug, alt efter hvad der kommer først. Det betyder, at DWPD er mere en nyttig vejledning end en garanteret specifikation.
Udholdenhed vs. omkostninger
Den nyeste Samsung 960 Pro M.2 har en udholdenhed på 800 TBW eller 0,44 DWPD, hvilket er betydeligt bedre. Vi har allerede set, at Intel DC P4600 DC P4600 har en meget højere udholdenhedsgrad. Udholdenhedsevnen for et drev er baseret på den anvendte NAND-type plus de tricks, som leverandørerne anvender for at forlænge mediets levetid. Dette kan omfatte anvendelse af en blanding af NAND-typer (f.eks. SLC, MLC, TLC) og DRAM. Der anvendes software til at implementere algoritmer til udjævning af slid og andre teknikker, der fordeler I/O jævnt over de tilgængelige medier. Der er stor værdi i at kunne bruge billig NAND i enheder med lang levetid, så naturligvis er mange af disse teknikker proprietære og holdes hemmelige.
Generelt set koster enheder med større udholdenhed mere. I skrivende stund blev Intel DC P4600 2 TB-drevet med 2 TB solgt for omkring 1570 dollars eller 0,79 dollars pr. GB. Til sammenligning sælges 1TB Samsung 850 Pro til 450 dollars eller 0,45 dollars/GB. Eller selvfølgelig er en del af prisen også relateret til formfaktoren.
Valg af det rigtige produkt
Hvilke enheder er bedst? Det er klart, at der er et forhold mellem omkostninger/kapacitet/udholdenhed, som kan beregnes. Men valget af den rigtige enhed afhænger også af arbejdsbyrden. Ved tung skriveaktivitet er det bedre med en enhed med større udholdenhed. Ved hovedsageligt læsning af arbejdsbelastninger vil enheder med lav udholdenhed være mere omkostningseffektive. Selv om forholdet mellem omkostninger og udholdenhed viser, at drev med lav udholdenhed er mere fordelagtige, kan der i det lange løb være andre risici forbundet med at udskifte et drev hver sjette måned (f.eks.).
- Dude, her er dit 100 TB flashdrev!
- Samsung 30 TB SSD – det nye normale
- QLC NAND – hvor ægte er det, og hvad kan vi forvente af teknologien?
En sidste tanke. Udholdenhed er et NAND-spørgsmål, men det nævnes nu på harddiske med høj kapacitet. Desuden har teknologi som Intel Optane en meget større udholdenhed, hvilket gør den mere velegnet til skriveintensive arbejdsbelastninger. Den 750 GB store Intel Optane SSD DC P4800X DC P4800X har f.eks. en udholdenhed på 41 PBW eller ca. 30 DWPD. Dette er meget højere end nogen af de NAND-flash-enheder, vi har diskuteret.