Czy znasz terminologię i parametry dysków SSD?

Pamięć flash typu NAND

SLC oznacza komórki jednopoziomowe. Komórka pamięci oparta jest na tranzystorze MOS z bramką pływającą. Bramka albo posiada ładunek (0, zaprogramowana) lub nie (1, wymazana). Dyski SSD oparte na pamięci flash SLC są najbardziej niezawodne, wytrzymałe, ale również najdroższe. Okres gwarancyjny firmy Apacer wynosi pięć lat (dotyczy produktów dostarczonych po 1 stycznia 2019r.) lub do momentu, gdy dysk SSD przekroczy 60 000 cykli wymazywania.

MLC i 3D TLC 

MLC oznacza komórki wielopoziomowe. Bramka pływająca przechowuje jeden z czterech ładunków. Komórka pamięci TLC (komórka trójpoziomowa) przechowuje ładunek w pułapce ładunku, a nie w bramce pływającej. Pułapka ładunku przechowuje jedną z ośmiu wielkości ładunku. Firma Apacer oferuje taki sam okres gwarancyjny dla produktów opartych na pamięci MLC, jak i 3D TLC, wynoszący dwa lata (jeden rok w przypadku pojemności do 4GB) lub gwarancję do momentu, gdy dysk SSD przekroczy 3 000 cykli wymazywania w przypadku obu technologii.

SLC-Lite

Technologia SLC-Lite wykorzystuje kości flash MLC, ale oprogramowanie sprzętowe przechowuje ładunek w bramce pływającej lub też nie - podobnie jak w przypadku SLC. Ta strategia znacząco zwiększa liczbę cykli wymazywania i umożliwia firmie Apacer zaoferowanie okresu gwarancyjnego wynoszącego trzy lata lub gwarancję do momentu, gdy dysk SSD przekroczy 20 000 cykli wymazywania.

Ilość cykli wymazywania jest wykazywana w oprogramowaniu SMART firmy Apacer jako parametr Avg. erase Count.

Pojemność

Firma Apacer stosuje konwencję, w której 1 GB = 100 0MB. Systemy operacyjne stosują konwencję, w której 1 GB = 1024 MB. Dla przykładu, karta danych dysku 64 GB MLC mSATA serii SM210-300 mówi o całkowitej pojemności 64 023 257 088 bajtów, czyli 64 GB. System operacyjny wyświetli pojemność 64 023 257 088/1024^3 = 59,63 GB. Pojemność użytkowa będzie mniejsza, ponieważ niewielką część pojemności zużywa system plików. Standard NTFS wymaga 66,31 MiB, EXT4 wykorzystuje 1,24 GiB, a XF zaledwie 29,92 MiB.

Dyski SSD oparte na technologii flash SLC są dostępne z pojemnością do 240 GB, dyski SSD SLC-Lite oferują do 256 GB pojemności, a dyski SSD MLC do 2TB.

Szybkość

Parametr jest przydatny tylko do porównania różnych dysków SSD. Rzeczywiste osiągi są zawsze zależne od struktury danych zapisywanych lub odczytywanych z dysku SSD. Należy przyjąć zasadę, że szybkość losowego odczytu i zapisu danych jest istotna dla dysków systemowych z dużą ilością małych plików. Parametr ten jest zdefiniowany jako operacje wejścia-wyjścia na sekundę (IOPS). Podczas testu wykorzystuje się pliki o wielkości 4KB. Do przechowywania dużych plików, takich jak filmy, ważniejszy jest średni (sekwencyjny) czas odczytu/zapisu. Podczas testu wykorzystuje się pliki o wielkości 1 GB.

Trwałość

Parametr ten określa, jak wiele danych można zapisać na dysku SSD. Wartość jest wyrażana w TBW (ilość zapisanych terabajtów), gdzie 1 TB = 1 000 GB, lub w DWPD (dzienna liczba zapisów napędu), który oznacza, ile razy dziennie użytkownik może nadpisać całkowitą pojemność dysku SSD w okresie gwarancyjnym. Ocena jest zgodna ze standardem testowania trwałości dysków korporacyjnych JEDEC JESD-219 z wykorzystaniem obciążenia w postaci danych losowych z rozkładem wielkości ładunku. Rzeczywista trwałość dysku jest zawsze zależna od struktury danych zapisywanych lub odczytywanych z dysku SSD. Zalecamy używanie widgetu SSDWidget firmy Apacer, który udostępnia informacje na temat kondycji dysku SSD i wartości atrybutów SMART. Więcej informacji na temat widgetu SSDWidget można znaleźć w podręczniku użytkownika.

Trwałość a ilość cykli wymazywania

Prosta analiza prowadzi do wniosku, że trwałość = parametr Avg.erase Count*pojemność. Sprawdźmy to na przykładzie dysku SSD 64 GB SM210-25 MLC. Trwałość = 3 000 * 64 GB = 192 TB. Ale karta danych dysku mówi o 142TB. Ta rozbieżność wynika z faktu, że rzeczywista ilość danych fizycznie zapisywanych w pamięci flash jest większa niż ilość, którą zamierza zapisać system operacyjny ze względu na współczynnik zwiększenia natężenia zapisu (WA).

WA = ilość danych zapisanych w pamięci flash/ilość danych zapisanych przez system operacyjny.

W przypadku omawianego SSD 64 GB, jeśli host zapisze 142 TB danych, parametr Avg.erase Count = 3 000, a WA= 192/142 = 1,352.

Dla rzeczywistego obciążenia roboczego:
Dane zapisywane w pamięci flash = Avg.erase Count*pojemność
Dane zapisywane przez hosta = całkowita ilość zapisanych sektorów * ilość bajtów na sektor
Avg.erase Count: parametr SMART 164
Pojemność: 64 GB (z karty danych technicznych)
Całkowita ilość zapisanych sektorów: parametr SMART 241
Bajtów na sektor = 512 (z karty danych technicznych)

Wersja SATA

Standardem Serial ATA zarządza Serial ATA International Organization (SATA-IO). Dyski SSD Apacer są zgodne z wersją 3.2 lub 3.1 (6 Gb/s). Dyski SSD są wstecznie kompatybilne z interfejsem SATA 2.x (3 Gb/s) i SATA 1.x (1,5 Gb/s).

SMART

SMART to skrót z ang. Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology (system automatycznego monitorowania i powiadamiania o błędach w funkcjonowaniu dysku twardego). Oprogramowanie monitoruje istotne parametry dysku SSD w celu podjęcia działań prewencyjnych zapobiegających awarii dysku. Poniżej podajemy objaśnienie najważniejszych atrybutów.

166, Total Later Bad Block Count
Zwykle ilość uszkodzonych sektorów dysku zwiększa się znacząco, jeżeli liczba cykli wymazywania zbliża się lub przekroczyła maksymalną liczbę cykli wymazywania wynoszącą 3000 (MLC, TLC), 20 000 (SLC-Lite) lub 60 000 (SLC). Jeżeli ilość cykli wymazywania jest mniejsza niż wartość maksymalna, a ilość nowych uszkodzonych sektorów wzrasta, sytuacja jest nieprawidłowa. Natychmiast wykonaj kopię zapasową danych.

166, Total Later Bad Block Count, 192, Unexpected Power Loss Count
Jeżeli wartość parametru Total Later Bad Block Count zwiększa się wraz ze wzrostem wartości parametru Unexpected Power Loss Count, należy przedsięwziąć środki, które pozwolą uniknąć przypadków utraty zasilania.

231, Lifetime Left
Wartość procentowa - 100% oznacza, że dysk SSD jest nowy, 5% - ostrzeżenie, że powinieneś wymienić dysk SSD. W przypadku dysków SSD, które nie udostępniają takiej informacji, do obliczenia pozostałego czasu życia dysku można wykorzystać atrybut 164, Avg. Erase Count.

Pozostały czas życia dysku = (1 - Avg. Erase Count/Max. erase count) x 100. Wartość Max. erase count = 3000 (MLC, 3D TLC), 20 000 (SLC-Lite) lub 60 000 (SLC).

167, SSD Protect Mode
• 0: R/W - stan normalny 
• 3: Tylko do odczytu
• 7: Występuje w przypadku, gdy istnieje za mało wolnych bloków lub w przypadku napotkania nadmiernej ilości późnych uszkodzonych bloków

Dysk SSD zabezpiecza dane poprzez ustawianie trybu „tylko do odczytu” w celu uniknięcia uszkodzenia danych, gdy atrybut Avg. erase count przekracza 3 000 dozwolonych cykli PE lub gdy wystąpi zdarzenie Unusual Read Only.

171, Program Fail Count, 172, Erase Fail Count
Parametry te powinny zawsze wynosić 0, w przeciwnym razie należy wymienić dysk SSD.

168, SATA PHY Error Count
Wskazuje na problemy z łącznością poprzez interfejs SATA.

194, Temperature
Temperatura musi być niższa niż maksymalna dopuszczalna temperatura. Czujnik mierzy temperaturę w określonym punkcie na płytce elektronicznej dysku SSD w taki sposób, że wartość mierzona jest bliska temperaturze otoczenia.

Power Failure Management

Dysk SSD zawiera kontroler napięcia zasilania. Jeśli napięcie spadnie poniżej określonej wartości granicznej, sterownik urządzenia SSD uruchomi proces szybkiego zapisu metadanych do pamięci flash w celu późniejszego odtworzenia tabeli mapowania. Ukończenie tej czynności zajmuje kilka milisekund. Choć w większości przypadków to mało prawdopodobne, dyski SSD z buforem zapisu DRAM mogą być potencjalnie zagrożone w razie nagłej utraty zasilania zanim zbuforowane dane zostaną zapisane w pamięci flash.

Aby zwiększyć odporność na utratę danych w przypadku awarii zasilania, Apacer stosuje technologię CorePower. Dysk SSD zawiera bank kondensatorów tantalowych, które zapewniają zasilanie na czas potrzebny do zapisu zbuforowanych danych z pamięci DRAM oraz istotnych metadanych w pamięci flash.

Device Sleep

Dysk SSD w trybie DevSleep zużywa mniej niż 5 mW. DevSleep wykorzystuje nowy sygnał (DEVSLP). Gdy host wysyła sygnał DEVSLP, dysk przechodzi w tryb DevSleep na czas, w którym host wysyła sygnał DEVSLP. Gdy host odwoła sygnał DEVSLP, dysk powraca z trybu DevSleep w ciągu 20 ms. W przypadku 2,5-calowego dysku SSD sygnał DEVSLP jest podłączony do pinu P3 na wtyku przewodu zasilającego. Jeżeli P3 = 3,3 V, dysk SSD przechodzi w tryb DevSleep. Dyski SSD mSATA wykorzystują pin 44, dyski SSD M.2 natomiast pin 38.

ATA Secure Erase

Atrybut zdefiniowany w specyfikacji ATA. Bezpiecznie wymazywanie umożliwia wymazanie wszystkich zapisanych przez użytkownika danych. Proces wymazywania przebiega na poziomie oprogramowania sprzętowego. Najbardziej wygodnym sposobem na przeprowadzenie procesu jest skorzystanie z widgetu SSDWidget firmy Apacer.

TRIM

Polecenie umożliwia systemowi operacyjnemu poinformowanie sterownika dysku SSD, które bloki zawierają nieistotne dane, głównie ze względu na fakt, że system operacyjny usunął pliki. Obsługa funkcji TRIM jest istotna dla utrzymania szybkości zapisu dysku SSD. Wszystkie nowoczesne dyski SSD i systemy operacyjne wspierają funkcję TRIM. Więcej informacji na temat działania funkcji TRIM można znaleźć w Wikipedii.

W celu uzyskania dalszych informacji na temat produktów firmy APACER, prosimy o kontakt pod adresem apacer@soselectronic.com