Sem DRAM SSD As unidades são um tipo de SSD que, como o nome sugere, não tem memória DRAM integrada e, portanto, são muito mais baratas do que os SSDs convencionais. Mas como é que a falta de RAM afetar tal SSD e por quê? Neste artigo, explicamos como é o acesso aos dados de um SSD, como a falta de DRAM afeta alguns SSDs e qual é o futuro desse tipo de periférico.
Uma unidade SSD por enquanto é muito mais cara do que um disco rígido em termos de custo de armazenamento, a isso temos que adicionar os períodos em que a RAM aumenta de preço ou sofre com a escassez. Naquela época, as unidades SSD sem DRAM são as mais baratas se compararmos sua capacidade de armazenamento por preço com outros SSDs. Mas eles são os corretos em termos de desempenho?
O controlador de Flash em unidades SSD
Para entender a existência do Flash Controller, temos que entender é a maneira pela qual o CPU comunica-se com os periféricos no PC, sendo isso o que chamamos de I / O mapeada por memória, que se traduz em I / O por mapeamento de memória. Esta técnica consiste em atribuir a cada periférico uma série de endereços de memória. De modo que, quando a CPU faz uma solicitação ao referido endereço de memória, ela está se comunicando com esse endereço de memória.
A vantagem que isso tem, para se comunicar com o resto das memórias do sistema, é que isso permite que eles vejam o resto das memórias como um poço universal de RAM. Ele ainda permite que a CPU se comunique com a memória dos diferentes periféricos como se fosse parte de sua própria memória.
Isso ocorre porque a CPU usa um sistema de endereço virtual que passa por uma transformação em endereços físicos no processo. Não entraremos neste artigo sobre acesso à RAM, mas devemos levar em consideração que cada memória do sistema possui seu próprio endereçamento físico, portanto, para acessar a referida memória, é necessária uma unidade encarregada da tradução. os endereços, no caso da RAM é o controlador de memória, que atualmente está integrado nas CPUs.
No caso de SSD ou discos de estado sólido existe o controlador flash, sua tarefa é a mesma do controlador de memória RAM, mas ao invés de fazer com a RAM ele o faz com a memória flash encontrada no SSD. . Ao contrário do controlador de memória, ele não foi integrado à CPU hoje.
Por que a maioria dos SSDs tem memória DRAM?
Ao acessar qualquer tipo de memória, é necessário um mapa de memória, que é uma estrutura de dados que informa à CPU como a memória está organizada. Em CPUs com suporte a memória virtual, refere-se a Tabelas de Páginas, que armazenam a correspondência entre o endereçamento virtual que a CPU usa para se comunicar com a memória e o endereçamento físico e real da memória.
As Tabelas de Páginas são normalmente armazenadas na RAM e não são utilizadas pela própria CPU, mas por uma de suas unidades, a MMU, que fica dentro do controlador de memória e é a unidade responsável pelo gerenciamento da memória RAM. Antes comentamos que o funcionamento do controlador Flash é igual ao do controlador de memória RAM, mas para a memória flash.
O problema? O processo de movimentação de endereço requer memória muito rápida, portanto não pode ser feito em NAND Flash, pois a latência de acesso seria alta o suficiente para eliminar completamente todos os benefícios do SSD. É por isso que a maioria dos SSDs possui um poço de RAM, que serve para salvar a tabela de transferência de endereços e poder acessar os dados exigidos pela CPU o mais rápido possível.
Por que o desempenho em um SSD sem DRAM é inferior?
Sim, e eles são chamados de DRAMLess, sua particularidade? Eles são muito mais baratos que os SSDs convencionais devido ao fato de não possuírem memória DRAM integrada. A falta de um poço de memória DRAM força o Flash Controller em SSD DRAMLess a procurar a segunda memória mais rápida que tenha acessível, que embora pareça contraproducente à distância é a RAM do sistema em vez do NAND Flash que está no próprio SSD.
Isso significa que em um SSD sem DRAM para acessar a tabela de endereços você terá que fazer uma solicitação como um periférico para o IOMMU e isso o fará para a RAM do sistema. O motivo pelo qual não chega mais perto do NAND Flash é porque esse nível de atividade acabaria desgastando o SSD muito mais rápido, encurtando a vida útil do SSD.
Claro, há casos em que o Flash Controller não usa a RAM do sistema para acessar, mas a própria memória Flash NAND. Que consequências isso tem? Desgaste muito mais rápido nos ciclos de leitura e gravação dos chips NVMe do SSD, o que reduzirá a vida útil do SSD.
O futuro dos SSDs sem DRAM
Uma das coisas que se busca no futuro graças à adoção de tecnologias como o CXL, que será integrado a partir do PCI Express 5.0, é o fato de os periféricos poderem acessar o espaço da memória RAM diretamente sem ter que passar pelo IOMMU drive, isso significa que os SSDs sem DRAM serão mais rápidos.
Esta possibilidade significa que o controlador de memória integrado nas UCPs também funciona como controlador de memória Flash, permitindo que os chips de memória NVMe sejam acessados diretamente. A isso deve ser adicionado a existência de DIMMs que não possuem chips de memória RAM, mas sim memória não volátil. Vamos expandir o armazenamento de nossos PCs do futuro com DIMMs? Quem sabe, a tecnologia está aí.
A outra possibilidade é o uso de memória embutida, especialmente usando configurações 3DIC para colocar a DRAM usada como cache no topo do controlador de memória. A DRAM ainda estaria, mas não em um chip separado, mas embutida no controlador de memória por meio de uma interconexão vertical. Devido à proximidade desta memória seria mais rápido
Veremos ambos os conceitos no futuro, embora no segundo caso veremos mais em CPUs sem o controlador Flash integrado neles.
