TBW to akronim od Terabytes Written, a DWPD to akronim od Device Writes Per Day. Obie te wartości są miarą wytrzymałości pamięci masowej flash.
- Conflating Reliability and Endurance in SSDs
- What is the Technology Behind Samsung Z-NAND?
Pamięć flash ma limit liczby cykli zapisu (a konkretnie programowania/usuwania), które można wykonać na nośniku. Każdy cykl P/E wpływa na jakość podłoża krzemowego, zmniejszając niezawodność odczytu przechowywanej zawartości. W końcu pamięć NAND staje się zawodna w przechowywaniu danych i nie może być dłużej używana. Liczba cykli P/E, które dany typ pamięci NAND flash może tolerować, nazywana jest wytrzymałością. Podczas budowania urządzeń półprzewodnikowych z pamięci NAND, wytrzymałość i pojemność urządzenia określają ilość danych, które urządzenie może przyjąć w ramach gwarancji niezawodności udzielanej przez producenta.
Obliczenie wytrzymałości można wyrazić na dwa sposoby; TBW (terabajty zapisane) reprezentuje całkowitą ilość danych, które można zapisać na urządzeniu pamięci masowej w wartościach bezwzględnych. DWPD wyraża tę samą wartość jako stosunek pojemności w czasie. Wyobraźmy sobie na przykład urządzenie z pięcioletnią gwarancją. Odpowiada to 1 825 dniom. W przypadku urządzenia takiego jak dysk Intel DC S3500 o pojemności 80 GB, wytrzymałość jest oceniana na 45 TBW. Jeśli przeliczymy tę wartość na gigabajty, podzielimy przez liczbę dni gwarancji i pojemność urządzenia, otrzymamy wartość DWPD wynoszącą 45 000 / (1 825 *80) = 0,3 DWPD. Można również powiedzieć, że dysk jest w stanie niezawodnie zapisać około 24,65 GB nowych danych dziennie. Te dwie liczby są powiązane w następujący sposób:
- DWPD = TBW * 1000 / (warranty-days * capacity-in-GB)
- TBW = (DWPD * warranted-days * capacity-in-GB) / 1000
Uwaga, użyliśmy mnożnika 1000 dla TB na GB. Patrząc na załączony arkusz specyfikacji, widzimy, że TBW jest proporcjonalne do pojemności pamięci flash (większe dyski mają większe TBW), co logicznie implikuje, że dla tego samego urządzenia/modelu, wartość DWPD powinna pozostać mniej więcej stała.
TBW i PBW
W przypadku dysków o większej pojemności i wyższej wytrzymałości, niektórzy sprzedawcy podają wartości PBW. Jest to po prostu wytrzymałość wyrażona w zapisanych petabajtach. Na przykład, dysk SSD Intel DC P4600 Series o pojemności 2 TB ma wytrzymałość 11,08 PBW, co przekłada się na DWPD równe 3. Gwarancja na dysk SSD jest zwykle wyrażana jako okres czasu lub punkt, w którym zapisana została bezwzględna pojemność. Na innym przykładzie, dysk SSD Samsung 850 Pro SATA III 1 TB ma gwarancję na 10 lat lub 300 TBW. W 10-letnim okresie eksploatacji oznacza to DWPD na poziomie 0,08, co wydaje się dość niską wartością. Przy 5-letnim okresie wartość ta naturalnie podwaja się do 0,16. Producent udziela na dysk gwarancji na zapisaną pojemność lub czas użytkowania dysku, w zależności od tego, co nastąpi wcześniej. Oznacza to, że DWPD jest bardziej użytecznym przewodnikiem niż gwarantowaną specyfikacją.
Endurance vs Cost
Najnowszy Samsung 960 Pro M.2 ma wytrzymałość 800 TBW lub 0,44 DWPD, co jest znacznie lepszym wynikiem. Widzieliśmy już, że Intel DC P4600 ma znacznie wyższy wskaźnik wytrzymałości. Wytrzymałość dysku zależy od rodzaju stosowanej pamięci NAND oraz sztuczek stosowanych przez producentów w celu wydłużenia żywotności nośnika. Może to obejmować zastosowanie mieszanki typów pamięci NAND (np. SLC, MLC, TLC) i DRAM. Oprogramowanie jest wykorzystywane do implementacji algorytmów wyrównywania zużycia i innych technik, które równomiernie rozkładają wejścia/wyjścia na dostępne nośniki. Istnieje duża wartość w możliwości wykorzystania taniej pamięci NAND w urządzeniach o długiej żywotności, więc naturalnie wiele z tych technik jest zastrzeżonych i utrzymywanych w tajemnicy.
Ogólnie rzecz biorąc, urządzenia o większej wytrzymałości kosztują więcej. W momencie pisania tego tekstu, dysk Intel DC P4600 o pojemności 2 TB był sprzedawany za około 1570 USD lub 0,79 USD/GB. Dla porównania, 1TB Samsung 850 Pro kosztuje 450 dolarów, czyli 0,45 dolara za GB. Oczywiście, część kosztów jest również związana z czynnikiem formy.
Wybór właściwego produktu
Które urządzenia są najlepsze? Oczywiście istnieje stosunek kosztów do pojemności i wytrzymałości, który można obliczyć. Jednak wybór odpowiedniego urządzenia zależy również od obciążenia. W przypadku intensywnego zapisu lepsze jest urządzenie o większej wytrzymałości. W przypadku obciążeń związanych głównie z odczytem, urządzenia o niskiej wytrzymałości będą bardziej opłacalne. Nawet jeśli stosunek kosztów do wytrzymałości pokazuje, że dyski o niskiej wytrzymałości są bardziej opłacalne, na dłuższą metę wymiana dysku co 6 miesięcy (na przykład) może wiązać się z innymi zagrożeniami.
- Dude, Here’s Your 100TB Flash Drive!
- Samsung 30TB SSD – The New Normal
- QLC NAND – jak bardzo jest to realne i czego możemy oczekiwać od tej technologii?
Jeszcze jedna myśl. Wytrzymałość jest kwestią związaną z pamięciami NAND, ale obecnie jest podawana na dyskach twardych o dużej pojemności. Ponadto, technologia taka jak Intel Optane ma znacznie większą wytrzymałość, dzięki czemu lepiej nadaje się do intensywnych obciążeń związanych z zapisem. Przykładowo, dysk Intel Optane SSD DC P4800X o pojemności 750 GB ma wytrzymałość 41 PBW lub około 30 DWPD. To znacznie więcej niż którekolwiek z omawianych przez nas urządzeń NAND flash.