TBW är en akronym för Terabytes Written och DWPD är en akronym för Device Writes Per Day. Båda är mått på flashlagringens uthållighet.
- Conflating Reliability and Endurance in SSDs
- What is the Technology Behind Samsung Z-NAND?
Flashlagring har en gräns för antalet skrivcykler (eller specifikt program/radering) som kan utföras på mediet. Varje P/E-cykel påverkar kiselsubstratets kvalitet, vilket minskar tillförlitligheten när det gäller att läsa det lagrade innehållet. Så småningom blir NAND-kornet opålitligt när det gäller lagring av data och kan inte längre användas. Det antal P/E-cykler som en viss typ av NAND flash kan tolerera kallas uthållighet. När man bygger halvledarenheter från NAND ger enhetens uthållighet och kapacitet en datamängd som enheten kan acceptera inom tillverkarens garanti för tillförlitlighet.
Uthållighetsberäkningen kan uttryckas på två sätt; TBW (terabytes written) representerar den totala mängden data som kan skrivas till en lagringsenhet i absoluta termer. DWPD uttrycker samma värde som ett förhållande av kapaciteten över tiden. Tänk dig till exempel en enhet med fem års garanti. Detta motsvarar 1 825 dagar. För en enhet som Intel DC S3500 80 GB-enheten är uthålligheten beräknad till 45 TBW. Om vi omvandlar detta värde till gigabyte och dividerar det med antalet dagar med garanti och enhetens kapacitet får vi en DWPD-siffra på 45 000 / (1 825 * 80) = 0,3 DWPD. Vi kan också säga att enheten på ett tillförlitligt sätt kan skriva cirka 24,65 GB nya data per dag. De två siffrorna hänger ihop på följande sätt:
- DWPD = TBW * 1000 / (warrantied-days * capacity-in-GB)
- TBW = (DWPD * warrantied-days * capacity-in-GB) / 1000
Notera att vi har använt en multiplikator på 1000 för TB till GB. När vi tittar på det länkade specifikationsbladet kan vi se att TBW är proportionell mot flashkapaciteten (större enheter har större TBW), vilket logiskt sett innebär att för samma enhet/modell bör DWPD-siffran förbli ungefär konstant.
TBW och PBW
Med större kapacitet och enheter med högre uthållighet anger vissa leverantörer PBW-siffror. Detta är helt enkelt uthålligheten uttryckt i skrivna petabyte. Intel DC P4600 Series 2TB SSD har till exempel en uthållighet på 11,08 PBW, vilket motsvarar en DWPD på 3. Garantin för en SSD uttrycks vanligtvis som antingen en tidsperiod eller den punkt då den absoluta kapaciteten har skrivits. Om vi tar ett annat exempel har Samsung 850 Pro SATA III 1TB SSD en garanti på 10 år eller 300 TBW. Under den 10-åriga livslängden innebär detta en DWPD på 0,08, vilket verkar ganska lågt. Med en 5-årsperiod fördubblas detta värde naturligtvis till 0,16. Tillverkaren garanterar enheten antingen för den skrivna kapaciteten eller den tid enheten har varit i bruk, beroende på vad som kommer först. Detta innebär att DWPD är mer av en användbar vägledning än en garanterad specifikation.
Utålighet kontra kostnad
Den senaste Samsung 960 Pro M.2 har en uthållighet på 800 TBW eller 0,44 DWPD, vilket är betydligt bättre. Vi har redan sett att Intel DC P4600 har en mycket högre uthållighet. En hårddiskens uthållighetsförmåga baseras på den typ av NAND som används, plus knep som tillverkarna använder för att förlänga mediernas livslängd. Detta kan innefatta användning av en blandning av NAND-typer (t.ex. SLC, MLC, TLC) och DRAM. Mjukvara används för att implementera algoritmer för utjämning av slitage och andra tekniker som fördelar I/O jämnt över de tillgängliga medierna. Det finns ett stort värde i att kunna använda billigt NAND i enheter med lång livslängd, så naturligtvis är många av dessa tekniker proprietära och hålls hemliga.
I allmänhet kostar enheter med större uthållighet mer. När detta skrivs kostar Intel DC P4600 2 TB-enheten Intel DC P4600 cirka 1 570 dollar eller 0,79 dollar per GB. Som jämförelse kan nämnas att Samsung 850 Pro med 1 TB säljs för 450 dollar eller 0,45 dollar/GB. Naturligtvis är en del av kostnaden också relaterad till formfaktorn.
Välja rätt produkt
Vilka enheter är bäst? Det finns uppenbarligen ett förhållande mellan kostnad/kapacitet/uthållighet som kan beräknas. Men valet av rätt enhet beror också på arbetsbelastningen. För tung skrivaktivitet är en enhet med större uthållighet bättre. För huvudsakligen läsarbetsbelastning kommer enheter med låg uthållighet att vara mer kostnadseffektiva. Även om förhållandet mellan kostnad och uthållighet visar att enheter med låg uthållighet är bättre, kan det i det långa loppet innebära andra risker att byta ut en enhet var sjätte månad (till exempel).
- Dude, Here’s Your 100TB Flash Drive!
- Samsung 30TB SSD – The New Normal
- QLC NAND – hur verklig är den och vad kan vi förvänta oss av tekniken?
En sista tanke. Uthållighet är en fråga som rör NAND, men som nu anges för hårddiskar med hög kapacitet. Dessutom har teknik som Intel Optane mycket större uthållighet, vilket gör den mer lämplig för skrivintensiva arbetsbelastningar. Intel Optane SSD DC P4800X på 750 GB har till exempel en uthållighet på 41 PBW eller cirka 30 DWPD. Detta är mycket högre än någon av de NAND flash-enheter som vi har diskuterat.