Het lijdt geen twijfel dat massieve schijven een superieur prestatiealternatief zijn voor traditionele mechanische schijven, maar ze zijn niet zonder elementen die hun prestatie beperken en verhinderen dat ze hun maximale snelheid en optimale werking bereiken. We leggen uit welke de componenten dat kan een bottleneck en maak niet alles SSD's op dezelfde manier uitvoeren.
Solid State-apparaten zijn er in vele soorten, die allerlei soorten opslagcapaciteiten, interfaces, vormfactoren enz. Dekken, maar ze presteren niet allemaal op dezelfde manier en hoewel ze allemaal beter zijn dan een conventionele harde schijf, doen sommige dat wel. ze zijn meer dan anderen.
SSD-knelpunt
We hebben besloten een aantal knelpunten op te sommen die van invloed zijn op de prestaties van verschillende SSD's, zodat u een beter idee heeft van wat de beperkingen van vaste schijven zijn en beter begrijpt waarom er zulke ongelijksoortige specificaties zijn.
De communicatie van de SSD met het systeem
Afhankelijk van de interface waarin we onze SSD's op de pc aansluiten, worden hogere of lagere prestaties verkregen, simpelweg vanwege het feit dat de overdrachtssnelheid tussen de vaste schijf en het systeem zal variëren afhankelijk van het protocol van die interface.
De theoretische bandbreedte van een SATA II-interface blijft 300 MB / s, terwijl de modernere SATA III deze vaststelt op 600 MB / s, veel hoger dan wat een mechanische harde schijf bereikt onder dezelfde omstandigheden vanwege het feit dat zijn aard als een draaiende schijfformaat staat het niet toe om 200 MB / s te bereiken.
Tegenwoordig ondersteunen alle moederborden SATA III, maar de snelheid is niet dezelfde als die van een PCI Express-interface, die in zijn 3.0-versie tot 1 GB / s per regel bereikt, dus de SSD's die PCIe Gen3 x4 gebruiken, kunnen theoretisch 4 GB bereiken / s. Deze bandbreedte wordt verdubbeld in het geval van versie 4.0 van de standaard met 2 GB / s per PCIe-lijn, dus een PCIe Gen4 x4 SSD kan 8 GB / s bereiken als andere elementen de snelheid niet beperken.
De DRAM ingebouwd in de SSD
De meeste SSD's hebben een ingebouwde DRAM. Het is conventionele RAM (DDR4, LPDDR4,…) die wordt gebruikt als een tussenliggende datacache; Dankzij de hogere bandbreedte zorgt dit voor snellere toegang tot gegevens door de clientprocessor van / naar de gegevens op de SSD. Afhankelijk van het type DRAM-geheugen dat wordt gebruikt, zullen de prestaties variëren.
Maar sommige SSD's worden verkocht als DRAM-loos en hebben geen RAM, dus ze zijn goedkoper. Ze hebben de bijzonderheid dat ze sneller zijn dan een conventionele harde schijf, maar het gebrek aan DRAM maakt ze veel langzamer dan een SSD met geïntegreerd DRAM-geheugen.
SSD-controller kan een bottleneck zijn
Elke SSD heeft een chip die verantwoordelijk is voor het ontvangen van verzoeken van de processor, en hij is verantwoordelijk voor het beheer van het zoeken naar gegevens in het geheugen van de SSD. Om te begrijpen hoe deze chip werkt, stel je voor dat je naar een postkantoor gaat en de manager vraagt om je post in een specifieke doos te zoeken en naar je toe te brengen. Of, als dat niet lukt, vraagt u hem om post op te slaan in een specifieke locker.
In deze vergelijking zou het postkantoor de controller van de SSD zijn, het box office-nummer is het geheugenadres op de SSD en de mail zijn de gegevens die we in dat geheugenadres opslaan. De prestaties van een SSD zijn ook afhankelijk van de prestaties van de controller die in de vaste schijf is geïntegreerd.
De kanalen die worden ondersteund door de SSD
Tegenwoordig zijn alle pc's die we thuis hebben multi-core, en dit betekent dat meerdere virtuele CPU's die parallel werken tegelijkertijd toegang moeten hebben tot de SSD. Bovendien zullen de GPU's met de adoptie van DirectStorage ook klant zijn van de SSD-schijven, waardoor de druk op hen toeneemt en een mogelijk knelpunt ontstaat.
Als we zeggen dat een SSD N-kanalen heeft, zeggen we dat N-elementen gelijktijdige toegang tot zijn gegevens kunnen hebben, en in het algemeen is het aantal kanalen gerelateerd aan het aantal Flash-geheugenchips dat in de SSD is opgenomen. Er moet ook rekening mee worden gehouden dat er vaste schijven zijn waaraan meer dan één chip per kanaal is toegewezen.
Hoeveel items hebben tegelijkertijd toegang tot de SSD? Terugkerend naar het vorige voorbeeld van de postbeambte, als we ontdekken dat er maar één manager op kantoor is, dan vormt zich een rij mensen die wachten om bediend te worden. Beschouw de kanalen als verschillende managers die elk aan een ander verzoek werken.
Het probleem doet zich voor wanneer de gebruikte Flash-geheugenchips niet een groot aantal poorten ondersteunen en daarom niet tegelijkertijd aan meerdere verzoeken tegelijk kunnen voldoen.
De manier waarop de SSD-controller gegevens organiseert
De manier waarop gegevens op de SSD worden opgeslagen, heeft ook invloed op de prestaties.
Laten we ons voorstellen dat we het woord "Cat" moeten opslaan en we vertellen de controller / manager om het voor ons op te slaan. Elke letter van het woord neemt een kluisje in beslag.
- De eerste methode is om “Cat” op te slaan in vier lockers die beschikbaar zijn binnen de eerste kassa.
- De tweede methode is om het woord in 4 delen te scheiden en elk deel op te slaan in een andere locker, maar elk in een andere locker.
In het eerste voorbeeld moet de manager / controller 4 toegangen tot geheugen / locker maken om vier vrije lockers te vinden waarin hij de vier letters kan opslaan. Als we het woord moeten achterhalen, zal de verantwoordelijke zelf op zoek moeten gaan naar de vier lockers waar de gegevens staan en deze een voor een brengen.
In het tweede voorbeeld hebben we vier managers die tegelijkertijd werken, elk van hen heeft toegang tot een locker / geheugenchip en ze krijgen allemaal hetzelfde lockernummer; aangezien ze gelijktijdig werken, wordt toegang tot de gegevens verkregen met een enkele zoekopdracht en niet met vier.
Dit zijn de vijf bottlenecks die SSD-prestaties niet optimaal maken.
