Bevezetés, SSD-alapok

Az még korántsem állítható, hogy kitört volna az "SSD-láz", de idén február-március környékén már nagyon úgy tűnt, hogy megmozdul valami. Sajnos a forint gyengülése nyomán bekövetkezett áremelkedés szinte azonnal lehűtötte a kedélyeket, pedig bizony már van miről beszélni. Azóta mi is másként tekintünk erre a témára, és bár talán túlzó ezt így kijelenteni, de azt kell, hogy mondjuk, az SSD napjaink egyik legfontosabb, ha nem a legfontosabb PC-s fejlesztési lehetősége. Az igazat megvallva mi ezt egy kicsit későn ismertük fel, ezért utólag is az olvasók elnézését kell kérnünk. Ez így nagyon komolyan hangzik, de pontosan miről is van szó? A PC-s felhasználóknak szánt SSD-k bemutatkozása után jópár tesztet készítettünk a témában, amelyek akkor és ott jónak tűntek, de ezek mai látásmódunk alapján, mai fejjel ha nem is vállalhatatlanok, de mindenképpen hiányosak és néhány esetben félrevezetőek lehetnek. Az SSD-k bemutatásának és tesztelésének nincs túl sok értelme "merevlemezes szemmel" (ahogy mi is tettük) ugyanis ebben a témában egy másfajta megközelítésre, vagyis szemléletváltásra van szükség. De hogy pontosan mire is gondolunk, arról kicsit később.

Az emberek többsége úgy tekint az SSD-re, mint egy szimpla háttértárolóra, amit berakunk a számítógépbe, aztán megy minden, mint a karikacsapás. A valóság azonban korántsem ilyen egyszerű. Egy merevlemez esetén három tulajdonságról érdemes szólni: a fordulatszám, a tányérok száma/mérete és a cache mérete. Általánosságban minél magasabb a fordulatszám, a tányérok mérete és a gyorsítótár, annál gyorsabb a merevlemez. Az SSD-kkel kapcsolatban azonban érdemes szót ejteni a vezérlőkről, a TRIM-ről vagy az azt helyettesítő algoritmusról, illetve a wear levelingről, a szabad kapacitásról, az operációs rendszer beállításáról és a későbbi használatról is. A fórumokat olvasgatva észrevettük, hogy a többség ezekkel a problémákkal nincs tisztában, és a fórumozók még az a kisebbség, aki fogékony és érdeklődik a különböző témakörök iránt, tehát a passzív többség valószínűleg még ennyire sincs képben. Ha van is némi fogalmuk, akkor is állandó jelleggel felmerül a mit, miért és hogyan kérdés, ezért úgy döntöttünk, hogy készítünk egy laza, kérdezz-felelek stílusú, könnyebben érthető, hétköznapi nyelven íródott összefoglalót a témáról, ami remélhetőleg megválaszol majd minden kérdést. Lesznek már korábban megfogalmazott, de most a könnyebb érthetőség kedvéért újra leírt kérdéskörök is.

Mi is az az SSD?

Egy olyan háttértároló, ami a merevlemezekkel ellentétben memória alapú. A merevlemezekben mágnesezhető réteggel bevont lemezek találhatók, ezeket író-olvasó fejek írják és olvassák, így lényegében mechanikus szerkezetűek. A fejek mozgatását halljuk, amikor a winchester ír/olvas. Az SSD-knek két fő részegysége van, ezek a (memória)vezérlő és a NAND chipek. A NAND chipekre tekinthetünk úgy is, mint sima memóriachipekre, ilyeneket találunk pl. a pendrive-okban is. Az SSD-ben nincs mozgó alkatrész, ezért hangtalan.

Milyen típusú SSD-k léteznek? Mit kérjek a boltban?

Erre az lenne a felületes válasz, hogy kétféle: SLC (single-level cell) és MLC (multi-level cell), azonban az SSD-ket a vezérlő típusa alapján is kategorizálhatjuk. A merevlemezeket általában a tányérok forgási sebessége alapján különböztetjük meg: "kérek egy 7200 rpm-es WD/Hitachi/Seagate/stb. winchestert". Az SSD-ben nincs tányér, nincs forgási sebessége, ezért egy ilyen kérdésnek nem lenne értelme. De annak sincs sok értelme (átlag PC-s szemszögből), hogy SLC-s vagy MLC-s SSD-t kérjünk az eladótól, ugyanis ezeken a kategóriákon belül is számtalan választási lehetőségünk van, ami a vezérlő típusától függ.

Mi az SLC és az MLC?

Az SSD-kben található memóriachipek SLC- vagy MLC-alapúak lehetnek. Egy kézzelfogható memóriachip (gondoljunk egy pendrive belsejében lévő chipre, eredeti nevén NAND-flashre) részegységekre bontható le. A legnagyobb részegység a "plane", ami az esetek többségében 512 MB adatot tárol. Egy plane általában 1024 blokkból épül fel, melyek egyenként 512 kB méretűek (tehát 1024 x 512 kB = 524288 kB). Egy blokk általában 128 darab 4 kB-os page-re (lapra) osztható fel (128 x 4 kB = 512 kB), a page-ek pedig cellákat tartalmaznak, melyek 1-3 bit tárolására képesek. Az SSD-kben az SLC (single-level cell) cellánként egyet, az MLC (multi-level cell) jelenleg az esetek túlnyomó többségében cellánként kettőt tárol.

Miért jó/rossz az SLC és az MLC NAND?

Az SLC adott területen kevesebb adatot, egészen pontosan cellánként 1 bitet képes eltárolni, ennek következtében gyorsabb, mert a cella értéke gyorsabban megállapítható, ráadásul hosszabb az élettartama, mint az MLC-é. Mindezen okokból kifolyólag drágábban adják, mint az MLC-t. Az MLC az olcsóbb típus, a hétköznapi felhasználóknak szánt változat, amit a gyártók úgy értek el, hogy az MLC-alapú chip kisebb területen több adatot képes tárolni (1 cella = 2 bit), ebből kifolyólag lassabb, és hamarabb megy tönkre.

Na várjunk csak! Miért lassabb és miért tart rövidebb ideig az MLC?

Igencsak leegyszerűsítve a választ azért lassabb, mert időigényesebb kiolvasni vagy újraprogramozni a pontos értékeket (1 helyett 2 bit). Élettartama pedig azért rövidebb, mert mint említettük, cellánként 2 bitet tárol. Íráskor a cellák fáradnak, a flash-memória már csak ilyen. Ha egy cella 2 bitnyi adatot tárol, akkor az írási műveletek is gyakoribbak az adott cellán. Ennek köszönhető, hogy az SLC-alapú SSD-k esetében 100 000, az MLC-alapú SSD-k esetében pedig 10 000 írási ciklus élettartamot adnak meg a gyártók. Ezek megközelítő értékek, tehát valójában csak az arányokat hivatottak szemléltetni.

Miként is kell ezt elképzelni egy hétköznapi példával szemléltetve?

Az azért remélhetőleg már nem újdonság, hogy az adatokat kettes számrendszerben tároljuk (0 vagy 1). Az SLC cella 1 bit tárolására képes, tehát az értéke 0 vagy 1 lehet, míg egy MLC-cella 2 bitet tárol, így értéke 00, 01, 10 és 11 között váltakozhat. Gondoljunk egy pohár vízre. Az SLC esetében vagy teli van a pohár, vagy üres. Az MLC esetében ezen felül lehet harmadig és kétharmadig is. Utóbbi esetben nehezebb megállapítani a víz mennyiségét, tehát emiatt lassabb az MLC.

Visszatérve a korábbiakra, a vezérlő típusa is fontos. Erről mit érdemes tudni?

Az SSD-ben található vezérlő - amit nevezhetnénk akár memóriavezérlőnek is, hiszen memóriát vezérel - ugyanolyan fontos paraméter, ha nem fontosabb az SSD sebességére és élettartamára nézve, mint az, hogy milyen típusú NAND memóriára épül az SSD. Elég csak az alaplapokon, illetve újabban a processzorokban található lapkakészletekre gondolni, nagyon sok múlik azon, hogy ezek miként kezelik a rendszermemóriát. Ugyanez a helyzet az SSD vezérlőjével is. Ez a vezérlő vezérli az adatok olvasását és írását, és vannak jobban és kevésbé jól sikerült vezérlők. Ezenkívül az élettartam vonatkozásában is sok múlik a rajta, és ezzel el is érkeztünk a wear levelinghez.

A cikk még nem ért véget, kérlek, lapozz!