Обзор твердотельного диска OCZ Vector 150 — флагман компании

Не так давно мы уже публиковали обзор SSD OCZ Vertex 460, разработанного инженерами OCZ совместно со специалистами Toshiba, и анализировали, что альянс компаний даст каждой из них. Vertex неплохо показал себя в тестах, несмотря на то что стоит дешевле топовой модели Vector и позиционируется как более бюджетное решение. Пришла пора рассмотреть, что предлагает флагманское решение Vector 150.

На современном рынке SSD наблюдается очень четкая тенденция: те бренды, которые не обладают полным циклом производства, оказываются оттеснены на вторые роли. Доминируют компании, имеющие собственные чипы flash-памяти и к ним контроллеры собственной разработки. Именно к таким компаниям теперь можно отнести и альянс Toshiba-OCZ. С одной стороны, Toshiba, которая является одним из ведущих производителей чипов памяти (что неудивительно, так как они стояли у истоков этой технологии). С другой стороны, OCZ с их очень неплохим контроллером Indilinx Barefoot 3, который обладает приличной скоростью и предлагает полный «джентльменский набор»: низкий уровень усиления записи, сборка мусора при простоях, поддержка операции TRIM, многоуровневые коды коррекции ошибок и адаптивное управление NAND-чипами.

Кстати, пользуясь случаем, расскажу, что это за усиление записи. Как я писал в прошлой статье, в современных микросхемах flash-памяти чтение, запись и стирание происходят блоками. Причем блок записи — больше по размерам, чем блок чтения, а блок стирания — больше, чем блок записи. Когда диск совсем пустой, и мы записываем на него данные первый раз, это не играет никакой роли. Все пишется «без шума и пыли», как говорил один киноперсонаж. Совсем другое дело, если нам надо изменить что-то в одном файле (даже один-единственный бит). Просто так взять и перезаписать один блок, как это сделал бы обычный жесткий диск, SSD не может. Вместо этого должна выполниться такая многоступенчатая операция:

  1. Блок данных считывается с flash в память контроллера.
  2. В нем производятся изменения.
  3. На flash стирается блок, содержавший данные.
  4. На стертое место записывается модифицированный блок.

Как видите, изменение нескольких байт (или даже бит) приводит к куда большему количеству операций чтения-записи, чем одна. Это явление и называется усилением записи, и оно является основной проблемой, которую приходится решать контроллерам SSD.

Коробка

Чем же так плохо усиление записи?

В первую очередь оно ведет к падению скорости. Чаще всего для борьбы с этим явлением используют хитрый прием. В приведенном выше алгоритме шаг 3 откладывается, вместо стирания блок, хранивший данные, отмечается как «свободный, но не очищенный». После этого блок с данными записывается в подходящий «свободный и очищенный блок», при этом в специальной таблице адресов блоков (Logical Block Addressing или LBA) контроллер запоминает, что блок надо искать уже по другому адресу. Это позволяет нам записывать данные быстрее, и, возможно, меньшими блоками, чем блок стирания.

Со временем количество неочищенных, но неиспользуемых блоков растет, и часть диска становится неиспользуемой. Поэтому все SSD периодически осуществляют «сборку мусора» — в моменты простоя «неправильные» блоки очищаются и помечаются как свободные.

Что в коробке

Этот алгоритм работает тем эффективней, чем больше на диске свободного места. Кстати, именно поэтому некоторые SSD очень сильно теряют в производительности при сильной заполненности.

Вторая проблема усиления записи — это износ SSD. Количество перезаписи ячеек flash-памяти — ресурс ограниченный. Ученые, разумеется, работают над увеличением этого предела, инженеры борются с ним, используя избыточность данных, но все же этот ресурс — конечный, и излишнее усиление записи способствует быстрому выходу диска из строя.

Как же с этим бороться?

Улучшение алгоритмов сборки мусора. Тут нужно соблюдать тонкий баланс: агрессивная сборка мусора позволит улучшить скорость, так как при записи уже будут свободные ячейки, но это приведет к ускорению «износа» диска.

Вес

Улучшение алгоритмов выравнивания износа и ремаппинга. Так как некоторые файлы записываются и стираются намного чаще других, это могло бы привести к тому, что часть SSD быстро исчерпала бы свой ресурс. Какое-то время контроллер мог бы с этим бороться, подменяя сбойные блоки запасными (это называется ремаппинг), но этот ресурс также не бесконечен. Поэтому контроллеры SSD осуществляют операцию «выравнивания износа», в ходе которой часто записываемые блоки периодически меняются местами с редко записываемыми, что позволяет использовать ресурс ячеек памяти более равномерно. Подобные операции приводят к усилению записи, но полностью избежать их нельзя, поэтому оптимизация алгоритмов тут позволяет добиться хороших результатов.

Использование «избыточного» хранилища. В современных SSD часть объема не доступна пользователю, например, декларируемый объем OCZ Vector 150, побывавшего у нас на тесте, составляет 240 Гб, хотя реальный его объем составляет 256 Гб. Это «лишнее» свободное место используется для сборки мусора, выравнивания износа и ремаппинга плохих блоков. Разумеется, чем больше такого «запасного» объема, тем эффективней могут работать служебные алгоритмы контроллера, с другой стороны — это приведет к росту цены накопителя, а кому этого хочется?

Ракурс 1

Использование команды TRIM. С помощью этой команды операционная система может сообщить, какие из секторов на диске уже не используются (например, файл удален или раздел отформатирован), контроллер отметит их как «свободные, но не очищенные» и не будет стараться сохранить их содержимое при операциях сборки мусора. Это здорово оптимизирует работу SSD и также позволяет сберечь его ресурс.

Есть, конечно, и более сложные алгоритмы оптимизации, но они выходят за рамки данной статьи.

Как видите, контроллеры SSD устроены очень сложно и играют роль не меньшую, чем сами микросхемы flash-памяти.

Но пора вернуться к герою нашего обзора, OCZ Vector 150, и посмотреть, что же дало использование контроллера от OCZ и новых 19-нм чипов памяти от Toshiba.

Ракурс 2

Главное, что сразу бросается в глаза — у Vector 150 сильно возрос ресурс. Предыдущая модель Vector ограничивалась 36,5 Тб на протяжении пятилетнего гарантийного срока, у Vector 150 эта цифра возросла до 91 Тб за те же пять лет.

Второе «явное» нововведение — поддержка аппаратного шифрования диска. Она была изначально заложена в Barefoot 3, но только в последних моделях ее стали использовать. Пока что шифрование можно включить только через ATA-команду установки пароля. BitLocker не поддерживается.

Технические характеристики

  • Форм-фактор: 2.5″
  • Интерфейс: SATA 6 Гбит/с
  • Используемые чипы flash: MLC, 19-нм, Toshiba
  • Количество чипов: 16
  • Контроллер: Indilinx Barefoot 3 (IDX500M00-BC)
  • Буфер: 512 Мб, DDR3-1600
  • Скорость последовательного чтения: 550 Мб/с
  • Скорость последовательной записи: 530 Мб/с
  • Скорость случайного чтения: 90000 I

Отставить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован.Обязательные для заполнения поля отмечены *