Uvod u svijet SSD-ova

O načinu rada SSD-a, odnosno tehnologiji proizvodnje, smo već pisali pa ćemo vas ovaj put samo podsjetiti da se za današnje SSD-ove koriste dva tipa NAND flash memorije: SLC (Single-Level Cell) i MLC (Multi-Level Cell). Veoma često pitanje odnosi se i izbor čipova koji se koriste u SSD-ovima u odnosu na NAND čipove iz dobro poznatih USB flash diskova.


Velike razlike među čipovima nema te se praktično koriste ista rješenja, no do velikog povećanja performansi pri čitanju i pisanju dolazi kroz paralelizam, odnosno istovremeno korištenje više NAND IC-ova. Većina SSD-ova na tržištu koristi MLC NAND zbog činjenice da je znatno jeftiniji u odnosu na SLC, a ključna razlika između ovih tipova memorije je u mogućnosti pohranjivanja jednog (SLC) ili dva bita (MLC) po ćeliji.


SLC ćelije mogu biti samo u dva stanja, stanje "0" (programirano) ili stanje "1" (izbrisano), dok s druge strane MLC ćelije mogu biti u četiri stanja, kao što se može vidjeti sa priložene tabele. MLC praktično omogućava pohranjivanje više podataka, no istovremeno SLC ima prednost kada su u pitanju vrijeme pristupa, odnosno čitanja i pisanja. Također, još jedna velika prednost kada su u pitanju SLC NAND čipovi jeste činjenica da imaju duži očekivani radni vijek.


Naime, najmanja jedinica za pisanje na NAND flash čipove je stranica veličine 4KB, a većina MLC SSD-ova se sastoji od  blokova koji imaju po 128 stranica, odnosno kapacitet od 512KB. Taj podatak ističemo zbog činjenice da je upravo blok najmanja jedinica koju je moguće obrisati, bez obzira da li ste popunili 4KB ili 256KB samog bloka. To je ujedno i najveći problem sa SSD-ovima, budući da je procijenjeno kako MLC flash čipovi imaju radni vijek od nekih 10 hiljada brisanja, odnosno pisanja, dok kod SLC-ova taj ciklus iznosi 100 hiljada. Ovaj problem se ne prenosi na čitanje, niti direktno na samo brisanje (iz Windowsa npr.) već samo na situaciju kada SSD mora zapisati nove podatke preko postojećih koji su ranije označeni kao obrisani.


Ova činjenica mnoge odvraća od kupovine SSD-a, no bitno je napomenuti kako kompanije koje rade na razvoju SSD kontrolera mnogo pažnje posvećuju razvoju odgovarajućih wear leveling algoritama koji se brinu za pametno i ravnomjerno iskorištenje NAND ćelija kako bi se produžio njihov radni vijek. Dobar primjer takvog "razmišljanja" jeste situacija u kojoj obrišete datoteku veličine 64KB koja zauzima 16 stranica, odnosno 1/8 bloka veličine 512KB. Kontroler će na osnovu algoritma spomenute stranice označiti kao obrisane, no neće omogućiti pisanje preko kompletnog bloka sve dok se ne iskoristi još jedan predodređeni dio samog bloka.

Nakon dostizanja predviđenog zauzeća bloka, SSD će prije planiranog brisanja jednostavno pomjeriti datoteke na novi blok te u suštini neće koristiti prethodni blok sve dok svi ostali blokovi ne budu zauzeti/korišteni. Na taj način, obezbjeđuje se ravnomjerno iskorištenje NAND ćelija. Bitno je još napomenuti kako pozicioniranje blokova, odnosno podataka na SSD-ovima ne utiče na performanse za razliku od klasičnih hard diskova, tako da pomjeranje datoteka ne predstavlja problem prilikom čitanja, već potencijalno samo pri pisanju, o čemu ćemo nešto više detalja otkriti poslije.


Činjenica je kako za većinu potencijalnih kupaca podatak o 10 hiljada pisanja na ćeliju ne znači mnogo te je potrebno nešto razumljivije, odnosno nešto što bi se moglo poistovjetiti sa situacijom iz svakodnevnog korištenja. Dobra osnova za kreiranje takve "računice" je obično uzimanje u obzir garantnog perioda koji u pravilu iznosi 2 godine za MLC, odnosno 3 ili 5 godina za SLC SSD-ove. Intel je otišao korak dalje u odnosu na ostale proizvođače te iznio podatak o tome kako njihovi MLC-bazirani SSD-ovi mogu "izdržati" pisanje 100GB podataka dnevno u periodu od 5 godina, iako je "službena garancija" zadržana na 3 godine. Ostali proizvođači koji nemaju inženjerske i proizvodne kapacitete poput Intela, drže se kontraverznije garancije u trajanju od 2 godine za MLC modele.

Za mnoge navedeni podaci izgledaju zabrinjavajuće, no ako se u obzir uzme da SSD nema "pokretnih dijelova" kao hard disk, odnosno da je otporan na "pomjeranja" ili "padove" te uz činjenicu da jedno prosječno desktop ili notebook okruženje ipak ne stvara ranije opisano opterećenje, straha o pouzdanosti SSD-a tj. podataka na njemu ne bi trebalo biti.