SSD TLC so với QLC: Sự khác biệt

Chúng ta đã nghe nói về cách sử dụng bộ nhớ đệm SSD để giảm độ trễ và tăng tốc độ truyền. Chúng tôi cũng đã giải thích sự khác biệt giữa SSD dành cho người tiêu dùng và doanh nghiệp cũng như vì lý do hiệu suất bền vững, chúng tôi đề xuất sau.

SSD dành cho người tiêu dùng và doanh nghiệp là hai danh mục rộng bao gồm nhiều loại cấu hình hiệu suất. Do sự khác biệt trong các nhà cung cấp kiểm tra và đánh giá sản phẩm của họ, việc mua dựa trên các con số được quảng cáo là không đủ. Trong bài đăng hôm nay, chúng ta sẽ khám phá cách các loại NAND ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất và tại sao điều này lại quan trọng đối với quyết định mua hàng tiếp theo của bạn.

Các loại Flash NAND

Dữ liệu NAND flash memory được biểu diễn dưới dạng tín hiệu kỹ thuật số(bits) và được lưu trữ trên các ô nhớ flash NAND. Số lượng bit được lưu trữ trên một ô xác định loại bộ nhớ flash được sử dụng. Single-level cell (SLC) chứa một bit trên mỗi ô. Multi-level cell (MLC) tăng gấp đôi dung lượng với hai bit trên mỗi ô. Triple-level cell (TLC) chứa ba bit trên mỗi ô, quad-level cell (QLC) chứa bốn bit trên mỗi ô cho phép tăng gấp bốn lần dung lượng của bộ nhớ flash SLC.

Kể từ khi SSD tung ra thị trường, dung lượng ngày càng lớn hơn. Xu hướng hiện tại của ngành là giảm chi phí trong khi tăng dung lượng lưu trữ. Điều này đã dẫn đến sự phát triển của các tế bào bộ nhớ dày đặc hơn (chưa có) trong khi giá thành của ổ cứng truyền thống đang dần dần tiếp cận .

Việc theo đuổi các ổ đĩa rẻ hơn và lớn hơn đã gây ra sự suy giảm của SSD dựa trên SLC và MLC. TLC hiện là chủ đạo và chiếm thị phần lớn nhất. QLC vẫn còn tương đối mới, nhưng chúng tôi hy vọng chi phí thấp của nó sẽ thu hút người mua, đặc biệt là vì nó thường được quảng cáo như một sự thay thế ổ cứng.

Các ô nhớ NAND chỉ có một số chu kỳ xóa chương trình (P / E) hữu hạn (chu kỳ ghi) trước khi chúng bị mòn. Đi vào chi tiết nằm ngoài phạm vi của bài đăng này, vì vậy chỉ cần biết rằng các tế bào mật độ cao hơn có độ bền kém hơn các tế bào mật độ thấp, ví dụ: MLC thường sẽ tồn tại lâu hơn TLC.

Có một động lực cho điều đó

Không giống như thị trường ổ cứng đã phát triển, khi mua một ổ SSD, bạn sẽ tìm thấy đủ loại và mẫu mã để khiến bạn lo lắng lựa chọn. Những gì chúng ta sẽ xem xét ngày hôm nay là trong khi các ổ đĩa TLC và thậm chí QLC của người tiêu dùng thường tuyên bố về hiệu suất ấn tượng trên bề mặt, khi được kiểm tra trong các tình huống thực tế, cấu hình hiệu suất thực sự của các ổ đĩa này được tiết lộ.

Chúng tôi đã chọn hai ổ đĩa thường có sẵn cho mỗi nhóm phân khúc mục tiêu, đo điểm chuẩn cho tổng số sáu ổ đĩa.

Hiệu suất tăng

Chúng tôi đang sử dụng CrystalDiskMark, một tiện ích phổ biến để đo hiệu suất ổ đĩa cứng. Higher queue depths (Q) và thread (T) thường dẫn đến hiệu suất cao hơn, nhưng hầu hết khối lượng công việc của người tiêu dùng chỉ liên quan queue depth thấp. Cơ sở hạ tầng CNTT liên quan đến máy ảo và lưu trữ DB thường sẽ thấy độ sâu và luồng hàng đợi cao hơn.

Đối với các bài kiểm tra truyền file, chúng tôi sẽ sử dụng Kiểm tra hệ thống AJA, một công cụ được thiết kế chủ yếu cho người tạo nội dung để xác minh hệ thống lưu trữ của họ có thể hỗ trợ nhập các luồng có độ phân giải cao. Chúng tôi đặt nó để ghi một tệp 64GB vào hệ thống và sau đó đọc lại. Đây vẫn là một khối lượng công việc nhẹ nhưng sẽ đại diện cho việc người dùng di chuyển một tệp lớn xung quanh.

Qua các bài kiểm tra ngắn, kiểu cụm, tất cả các nhóm ổ đĩa đều hoạt động rất tốt, đúng như mong đợi đối với các loại điểm chuẩn tổng hợp này. Dựa trên các con số hiệu suất ở đây, bạn sẽ nhận thấy nếu kết luận rằng bạn sẽ không thấy sự khác biệt trong việc sử dụng trong thế giới thực. Kích thước bộ nhớ đệm SLC lớn có nghĩa là các ổ đĩa QLC thậm chí chậm hơn cũng hoạt động tốt.

Hiệu suất ở mức 65% công suất

các bài kiểm tra trước đó đã được tiến hành khi ổ đĩa trống. Điều đó mang lại cho các ổ đĩa có bộ nhớ đệm SLC động rất nhiều chỗ để làm việc. Chúng tôi lấp đầy mỗi ổ đĩa đến 65%, cho chúng nghỉ ngơi vài phút, sau đó tiếp tục sử dụng Kiểm tra hệ thống AJA để tạo ra cùng một lần ghi 64GB rồi đọc khối lượng công việc.

So với khi hoàn toàn trống, ổ đĩa doanh nghiệp của chúng tôi hoạt động trong phạm vi sai số. Các ổ đĩa Consumer TLC đã giảm một chút về hiệu suất đọc, trong khi vẫn duy trì tốc độ ghi tốt, không có gì đáng chú ý trong việc sử dụng hàng ngày. Không cần phải nói rằng sự hồi quy hiệu suất của nhóm QLC ở đây là đáng kể.

Full drive test

Chúng tôi đã sử dụng thử nghiệm điền đầy toàn bộ ổ đĩa để có được hiệu suất ở trạng thái ổn định của các ổ đĩa. Kiểm tra này cũng cho biết khối lượng công việc của ổ đĩa khi được sử dụng làm bộ nhớ đệm SSD trên NAS bận rộn, vì chúng sẽ liên tục được lấp đầy bởi dữ liệu được truy cập gần đây. Thử nghiệm này sẽ làm cạn kiệt bất kỳ cơ chế SLC-caching nào trên ổ đĩa vì nó không cho nó bất kỳ thời gian nào để khôi phục.

Trong biểu đồ, trục hoành thể hiện phần trăm dung lượng lưu trữ được ghi vào. Đầu tiên là tốc độ trung bình thô cho các nhóm của chúng tôi. Hình thứ hai hiển thị tốc độ theo phần trăm của mức tối đa trong thử nghiệm này. Như mong đợi, ổ đĩa dành cho môi trường doanh nghiệp tỏa sáng nhất ở đây. Các ổ đĩa TLC của người tiêu dùng khởi động nhanh, nhưng nhanh chóng bị hỏng khi chúng sử dụng hết bộ nhớ đệm. Các ổ đĩa QLC thực sự được cấu hình với bộ nhớ đệm khá lớn, cho phép chúng hoạt động nhanh lâu hơn. Tuy nhiên, lý do đằng sau điều này là để che giấu tốc độ ghi hoàn toàn kém khi bộ nhớ cache đầy và NAND được ghi trực tiếp. Ở đây, chúng ta đang thấy tốc độ ghi tuần tự kém hơn so với ổ cứng.

Mặt khác, dù các ổ đĩa doanh nghiệp mà chúng ta sử dụng ngày nay hầu hết là các kiểu đầu vào và được xếp hạng cho khối lượng công việc cần đọc nhiều, chúng vẫn có thể cung cấp hiệu suất ổn định duy trì. Các mẫu cao cấp hơn (đắt hơn) thường hỗ trợ tốc độ ghi và xếp hạng DWPD cao hơn.

Wrapping things up

Điều quan trọng là luôn kiểm tra kỹ lưỡng các số liệu hiệu suất được quảng cáo cho SSD. Các phương pháp và điều kiện kiểm tra là khác nhau giữa các nhà sản xuất và đối với ổ đĩa tiêu dùng, thường chỉ áp dụng trong khối lượng công việc kiểu cụm. Mặc dù vậy, SDD của người tiêu dùng vẫn là những nâng cấp hiệu quả về chi phí để tăng tốc đáng kể bộ lưu trữ PC hoặc NAS của bạn so với ổ cứng. Tuy nhiên, hãy lưu ý rằng một khi bạn bắt đầu áp dụng khối lượng công việc nặng hơn và dài hơn cho chúng, hiệu suất của chúng sẽ giảm xuống, đôi khi đáng kể.

Ổ đĩa QLC rất phù hợp cho mục đích dự định của chúng, tức là ổ đĩa giá rẻ để thay thế ổ cứng HDD trong khối lượng công việc cần đọc nhiều. Mặc dù hiệu suất cao nhất có thể sánh ngang với các ổ đĩa dựa trên TLC cao cấp, nhưng hiệu suất của chúng trong các tình huống ở trạng thái ổn định còn rất nhiều điều đáng mong đợi. Không giống như việc áp dụng nhanh chóng TLC NAND trong cả ổ đĩa dành cho người tiêu dùng cao cấp và ổ đĩa doanh nghiệp, trừ khi hiệu suất QLC ở trạng thái ổn định được cải thiện đáng kể, chúng tôi sẽ không thấy chúng sớm trở thành sự thay thế TLC.

Để sử dụng trong NAS, bạn có thể hiểu tại sao chúng tôi luôn ủng hộ việc chỉ sử dụng các ổ đĩa cấp doanh nghiệp. Ngoài việc được đánh giá là có độ bền cao hơn, tính nhất quán về hiệu suất là cực kỳ quan trọng, đặc biệt khi bạn đang cung cấp bộ nhớ cho máy ảo và cơ sở hạ tầng quan trọng khác. Đơn giản là không có chỗ cho hiệu suất thay đổi dựa trên khối lượng công việc.