TBW on lyhenne sanoista Terabytes Written ja DWPD on lyhenne sanoista Device Writes Per Day. Molemmat ovat flash-tallennuksen kestävyyden mittareita.
- Conflating Reliability and Endurance in SSDs
- What is the Technology Behind Samsung Z-NAND?
Flash-tallennuksessa on rajoitus kirjoitussyklien (tai tarkemmin sanottuna ohjelmointi- ja pyyhkäisysyklien) lukumäärälle, joka voidaan suorittaa tietovälineelle. Jokainen P/E-sykli vaikuttaa piialustan laatuun, mikä vähentää tallennetun sisällön lukemisen luotettavuutta. Lopulta NAND-levystä tulee epäluotettava tietojen tallentamisessa, eikä sitä voida enää käyttää. P/E-syklien määrää, jonka tietty NAND-flash-tyyppi kestää, kutsutaan kestävyydeksi. Kun NAND-muistista rakennetaan puolijohdelaitteita, laitteen kestävyys ja kapasiteetti tuottavat tietomäärän, jonka laite voi ottaa vastaan valmistajan luotettavuustakuun puitteissa.
Kestävyyslaskelma voidaan ilmaista kahdella tavalla; TBW (terabytes written) edustaa tallennuslaitteeseen kirjoitettavan datan kokonaismäärää absoluuttisesti mitattuna. DWPD ilmaisee saman arvon kapasiteetin ja ajan suhteena. Kuvitellaan esimerkiksi laite, jolla on viiden vuoden takuu. Tämä vastaa 1 825 päivää. Intel DC S3500 80 Gt:n aseman kaltaisen laitteen kestävyys on mitoitettu 45 TBW:ksi. Jos muunnamme tämän arvon gigatavuiksi ja jaamme sen takuupäivien lukumäärällä ja laitteen kapasiteetilla, DWPD-luvuksi saadaan 45 000 / (1 825 * 80) = 0,3 DWPD. Voisimme myös sanoa, että asema pystyy kirjoittamaan luotettavasti noin 24,65 Gt uutta dataa päivässä. Nämä kaksi lukua liittyvät toisiinsa näin:
- DWPD = TBW * 1000 / (takuupäivät * kapasiteetti-GB)
- TBW = (DWPD * takuupäivät * kapasiteetti-GB) / 1000
Huomaa, että olemme käyttäneet 1000-kerrointa TB:n ja GB:n välillä. Kun tarkastelemme linkitettyä eritelmälomaketta, näemme, että TBW on verrannollinen flash-muistin kapasiteettiin (suuremmilla asemilla on suurempi TBW), mikä loogisesti tarkoittaa, että saman laitteen/mallin DWPD-luvun pitäisi pysyä suunnilleen vakiona.
TBW ja PBW
Jotkut toimittajat ilmoittavat suuremman kapasiteetin ja paremman kestävyyden omaavien asemien PBW-lukuja. Tämä on yksinkertaisesti kestävyys ilmaistuna kirjoitettuina petatavuina. Esimerkiksi Intel DC P4600 -sarjan 2TB:n SSD-levyn kestävyys on 11,08 PBW, mikä vastaa DWPD-arvoa 3. SSD-levyn takuu ilmaistaan tyypillisesti joko ajanjaksona tai pisteenä, jolloin absoluuttinen kapasiteetti on kirjoitettu. Toisen esimerkin mukaan Samsung 850 Pro SATA III 1TB SSD:n takuu on 10 vuotta tai 300 TBW. Kymmenen vuoden käyttöiän aikana tämä tarkoittaa 0,08 DWPD:tä, mikä vaikuttaa melko alhaiselta. Viiden vuoden jaksolla tämä arvo luonnollisesti kaksinkertaistuu 0,16:een. Valmistaja myöntää asemalle takuun joko kirjoitetulle kapasiteetille tai ajalle, jonka asema on ollut käytössä, kumpi ensin toteutuu. Tämä tarkoittaa, että DWPD on enemmänkin hyödyllinen ohje kuin taattu määrittely.
Kestävyys vs. kustannukset
Uudemman Samsung 960 Pro M.2:n kestävyys on 800 TBW eli 0,44 DWPD, mikä on huomattavasti parempi. Olemme jo nähneet, että Intel DC P4600:lla on paljon korkeampi kestävyysluokitus. Aseman kestävyys perustuu käytettyyn NAND-tyyppiin sekä valmistajien käyttämiin keinoihin pidentää median käyttöikää. Tähän voi kuulua NAND-tyyppien (esim. SLC, MLC, TLC) ja DRAM-muistin yhdistelmän käyttö. Ohjelmistoja käytetään toteuttamaan kulumisen tasausalgoritmeja ja muita tekniikoita, jotka jakavat I/O:n tasaisesti käytettävissä olevalle tietovälineelle. Halpaa NAND-muistia voidaan käyttää pitkäikäisissä laitteissa, joten monet näistä tekniikoista ovat luonnollisesti patentoituja ja salassa pidettäviä.
Yleisesti ottaen laitteet, joilla on suurempi kestävyys, maksavat enemmän. Tätä kirjoitettaessa Intel DC P4600 2TB -asema maksoi vähittäismyynnissä noin 1570 dollaria eli 0,79 dollaria gigatavulta. Vertailun vuoksi 1TB:n Samsung 850 Pro on vähittäismyyntihinnaltaan 450 dollaria eli 0,45 dollaria/GB. Tai tietysti osa kustannuksista liittyy myös muototekijään.
Oikean tuotteen valitseminen
Mitkä laitteet ovat parhaita? On selvää, että on olemassa kustannus/kapasiteetti/kestävyys -suhde, joka voidaan laskea. Oikean laitteen valinta riippuu kuitenkin myös työmäärästä. Raskaaseen kirjoitusaktiviteettiin on parempi käyttää kestävyydeltään suurempaa laitetta. Pääasiassa lukutehtävissä matalan kestävyyden laitteet ovat kustannustehokkaampia. Vaikka kustannus/kestävyys-suhde osoittaisikin matalan kestävyyden asemien olevan edullisempia, pitkällä aikavälillä aseman vaihtamiseen esimerkiksi puolen vuoden välein voi liittyä muitakin riskejä.
- Hemmo, tässä on 100TB:n flash-asemasi!
- Samsungin 30TB:n SSD-levy – uusi normaali
- QLC NAND – kuinka todellista se on, ja mitä teknologialta voidaan odottaa?
Viimeiseksi vielä yksi ajatus. Kestävyys on NAND-kysymys, mutta se noteerataan nyt suurikapasiteettisissa kiintolevyissä. Lisäksi Intel Optanen kaltaisella teknologialla on paljon suurempi kestävyys, joten se soveltuu paremmin kirjoitusintensiivisiin työtehtäviin. Esimerkiksi 750 Gt:n Intel Optane SSD DC P4800X:n kestävyys on 41 PBW eli noin 30 DWPD. Tämä on paljon korkeampi kuin mikään käsittelemistämme NAND-flash-laitteista.