Superszybki SSD

[KopalniaWiedzy.pl 357]

Na japońskim Chuo University powstał prototypowy dysk SSD, który zapisuje dane 11-krotnie szybciej, pobiera o 93% mniej energii, a czas życia urządzenia jest 6,9 razy dłuższy niż konwencjonalnych SSD z układami NAND.

Zespół, któremu przewodzi profesor Ken Takeuchi osiągnął tak dobre rezultaty łącząc pamięci NAND z ReRAM.

Układy NAND nie pozwalają na nadpisywanie istniejących danych. Jeśli zatem zmieniliśmy zawartość pliku, to tworzona jest kopia ze zmienionymi danymi, a dotychczas istniejące dane są oznaczone jako nieprzydatne i kasowane później. Jako, że NAND zorganizowane są w 16-kilobitowe strony, to zapisywanie najmniejszych nawet sektorów (512 bitów) powoduje znaczną fragmentację dysku. Gdy SSD korzystający z układów NAND wykorzystywany jest w sposób wymagający wielokrotnego zapisywania danych - np, w serwerach instytucji finansowych - prędkość zapisu znacznie spada, rośnie za to konsumpcja energii, gdyż dane są rozrzucone po całym dysku.

Japończycy stworzyli prototyp, w którym połączyli 256-gigabitowe (32 GB) układy NAND i 8-gigabitowe (1 GB) ReRAM. Ten drugi służy jako nieulotna pamięć podręczna. Pozwala na szybkie zapisywanie i odczytywanie danych, dzięki czemu olbrzymia ilość niewielkich zestawów informacji, do których potrzebny jest szybki dostęp, jest przechowywana w kości ReRAM. To z kolei pozwala na znaczne przyspieszenie operacji zapisu, zmniejszenie poboru energii oraz wydłużenie życia urządzenia.

Operacja zapisu kontrolowana jest przez trzy algorytmy. Najpierw AF (algorytm przeciwfragmentacyjny) zapisuje dane w ReRAM i dopiero wtedy, gdy zapełni całą stronę (16 kilobitów) przenosi je do NAND. Gdy natomiast zachodzi potrzeba nadpisania danych do akcji wkracza algorytm RAAF (reconsider as a fragmentation), który przenosi całą stronę do ReRAM, zapobiegając fragmentacji danych w NAND.

Trzecim z algorytmów jest MRU (most recently used table), który odpowiada za przechowywanie w ReRAM tych danych, które są najczęściej odczytywane.

Symulacje kontrolera przeprowadzone przez zespół Takeuchiego dowiodły, że taka architektura zapewni 11-krotne przyspieszenie zapisu, zmniejszenie konsumpcji energii o 93% oraz wydłużenie czasu życia 6,9 razy. Pod warunkiem jednak, że kontrolery NAND i ReRAM są połączone za pomocą technologii TSV. Nawet jednak bez TSV można osiągnąć bardzo podobne rezultaty.

[cyberbrain666666 0]

To świetna wiadomość tyleko mam pytanie o cenę tego cacka:

[amperion 3]

Nie ma ceny i długo nie będzie, nawet zwykłe SSD nie miało czasu sie przyjąć. trochę czasu minie, a jeśli minie ten czas, to cenowo to będzie inna półka w sensie np do uzytu dla bogatszych lub do serwerów.

[Procik 1]

Wszytko fajnie ale co fragmentacja ma wspólnego z dyskami SSD ???? Przecież tam nie mamy wirujących dysków i i głowic, a zawartość jest dostępna natychmiast, bez znaczenia na pofragmentowanie, Do tego na SSD można wykonywać kilka operacji w jednym czasie, np kopiować dwa różne pliki w różne miejsca i do tego jeszcze przeszukiwać folder.

[Jajcenty 314]

Wszytko fajnie ale co fragmentacja ma wspólnego z dyskami SSD ????

 

Przecież w notce wyjaśniono? Fragmentacja jest pochodną połączenia sprzętu i zastosowanego file systemu, W tym przypadku specyfika hardware'u decyduje o fragmentacji.

[Basza 0]

Cytuję: "Układy NAND nie pozwalają na nadpisywanie istniejących danych " - że niby jak? Czy to oznacza, że dyski SSD są pod tym względem podobne do CD-ROM-R jednokrotnego, ale wielosesyjnego zapisu? Czyli że niby cokolwiek tam zapiszemy, to powoduje nieodwracalne "zżeranie" pozostałego (dostępnego) miejsca na SSD?

[wilk 103]

Cytuję: "Układy NAND nie pozwalają na nadpisywanie istniejących danych " - że niby jak? Czy to oznacza, że dyski SSD są pod tym względem podobne do CD-ROM-R jednokrotnego, ale wielosesyjnego zapisu? Czyli że niby cokolwiek tam zapiszemy, to powoduje nieodwracalne "zżeranie" pozostałego (dostępnego) miejsca na SSD?

 

Nie, zapisuje się tylko w wyczyszczone (a nie nieużywane) komórki, przy czym czyszczenie odbywa się stronami (blok x komórek).

 

Garbage collection

[Basza 0]

Nie, zapisuje się tylko w wyczyszczone (a nie nieużywane) komórki, przy czym czyszczenie odbywa się stronami (blok x komórek).

 

Garbage collection

Dzięki za link'ę - ciekawe.

Może ktoś pamięta, tak z kapelusza, o ileż to dyski SSD są szybsze od klasycznych (tych z wirującym talerzem)? Bo ostatnie dane, jakie pamiętam - mówiły, że dają one odczyt szybszy o jakieś 70% - ale już jeśli chodzi o zapis, to krążek ciągle jeszcze jest niepokonany... Czy to prawda? Bardzo proszę o kompetentny głos, sprawa jest dla mnie ważna - o czy napiszę nieco później.

[memorabbit 0]

Powiem Wam, że to nie początek bo teraz robią prace i na hybrydy dysków SSD ze zwykłym twardym, co ma przyczynić się do jeszcze większej szybkości i jeszcze większej ilości możliwych zapisów.

[Jajcenty 314]

Powiem Wam, że to nie początek bo teraz robią prace i na hybrydy dysków SSD ze zwykłym twardym, co ma przyczynić się do jeszcze większej szybkości i jeszcze większej ilości możliwych zapisów.

 

Aż w końcu odkryją RAM-disk, ten sam co to w latach 80 poprzedniego stulecia się zgubił

[Basza 0]

Wymyśliłem onegdaj pewnego rodzaju innowację konstrukcyjną, pozwalającą naprawdę znacznie poprawić parametry urządzeń pamięci masowej. Dla potrzeb opisu nazwę ją metodą MDJ. Można ją zastosować również do krążków CD/DVD/Blu-ray - ale jednak najlepsze efekty dałaby w przypadku zastosowania do HD.

Nie opiszę jej tutaj, wszak jeszcze tego nie opatentowałem, ale przedstawię zalety, jakie wynikłyby z jej zastosowania dla HD:

1. Zwiększenie szybkości zapisu/odczytu. "Speed" wzrósł by kilku, albo i nawet kilkudziesięciokrotnie (bez szczegółowych badań inżynierskich/laboratoryjnych - trudno mi, z kapelusza - to rozstrzygnąć)
   
2. Negatywnym efektem byłoby znaczne zwiększenie "najmniejszej jednostki alokacji" (NJA) - czyli plik zawierający - dajmy na tu - pojedynczy bajt - musiałby zajmować wielokrotnie więcej miejsca, niż w rozwiązaniach obecnych. Lekarstwem na to mogłoby stać się "wcielenie" w BIOS dysku - dobrego programu kompresującego (po kilka, lub nawet: kilkadziesiąt) pliki mniejsze od NJA.
   
3. Niestety, to z kolei spowolniałoby zapis takich plików (dość znacznie), a w nieco mniejszym stopniu - odczyt.
   
4. Dalszą złą wiadomością jest to, że dużo większego przyspieszenia nie byłoby przy poszukiwaniu lokalizacji żądanego w danej chwili pliku, ale... trudno mi wykluczyć, że stosując pewne triki - jednak by się udało ten parametr poprawić bardziej, niż mi się wydaje...
   
5. Najbardziej by wzrosła transmisja pliku już zlokalizowanego: możliwe nawet że i... kilkaset (sic!) razy - w stosunku do tego, co oferują najszybsze nawet dyski (HD) sprzedawane obecnie. Granica przyspieszenia tej transmisji nie byłaby (raczej) limitowana wewnętrznymi parametrami dysku, ale (głównie) szybkością interfejsu, którym łączy się dysk z płytą główną.
   
6. Moje rozwiązanie (MDJ) - nie wymaga zwiększania szybkości wirowania talerzy, można ją nawet... obniżyć do szybkości "bezpiecznych" - tudzież: ekonomicznie/technicznie uzasadnionych. Zwiększy to żywotność dysku, zmniejszy też problemy techniczne związane z jego chłodzeniem.
   
7. Wzrosłoby (nieco) wykorzystanie powierzchni dysku: stałoby się one niemal doskonałe. Obecnie takie nie jest!
   
8. Cena dysku byłaby (zauważalnie!) większa od tych obecnych, ale w przypadku serwerowni - ta wada nie dyskwalifikuje rozwiązania. "Pod strzechy" dyski MDJ trafiłyby (zapewne) z poślizgiem kilkuletnim, ale... nie mogę wykluczyć, że jednak masowa produkcja MDJ pozwoliłaby obniżyć koszty (wynikające z ich większej komplikacji technicznej) - być może - znacznie szybciej...
   

 

Po co to wszystko tu wypisuję? No cóż, w nadziei, że kogoś zainteresuję swoim pomysłem, i pomoże mi w opatentowaniu (za odpowiedni udział w zyskach - oczywiście)... Patent kosztuje (w sumie) ponad 16 tys. złotych!

 

Czy komuś z Was przychodzi na myśl: gdzie się z tym zwrócić? Zaglądałem na witrynę pi.gov.pl - tak nachalnie reklamowaną w TV, ale nie ma tam najskromniejszego nawet zakątka, w którym można by zgłaszać jakiekolwiek pomysły. Typowa państwowa, bizantyjska instytucja, która totalnie olewa tych, dla których została (rzekomo) stworzona - zapewne szczodrze to wsparto z kiesy UE...

 

- Basza

[wilk 103]

Podane wzrosty wydajności wydają się fikcją. Kolejna rzecz, to dysk nie operuje na plikach ani ich nie wyszukuje, od tego jest OS i filesystem. Operuje wyłącznie na sektorach, firmware zajmuje się tylko pozycjonowaniem. Poza tym logiczny zapis sektorowy ma się nijak do reprezentacji fizycznej na talerzu (dane są kodowane przed zapisem). Jedyne co wydaje mi się choć trochę pasujące do tego opisu, to dyski hybrydowe. Wspominasz o wzroście komplikacji technicznej - tutaj na myśl przychodzi mi chyba jedynie separacja serwo dla głowic, choć akurat obecne dyski są generalnie jedno talerzowe, poza tym pociąga to za sobą wzrost mechanicznego skomplikowania i raczej nie wpakuje się tego do standardowej kieszeni.

[jotunn 1]

Aż w końcu odkryją RAM-disk, ten sam co to w latach 80 poprzedniego stulecia się zgubił

RAM dyski wróciły do łask odkąd pojawiły się dyski SSD - temat dość popularny na forach dotyczących SSD.

[Basza 0]

Wilk napisał - cytuję: "obecne dyski są generalnie jedno talerzowe" - że co? Chyba tylko te najbardziej plaskate, używane w tabletach, alibo w laptopach? Widziałem konstrukcje współczesnych (choć może niekoniecznie najnowszych...) dysków, i talerzy tam było całkiem sporo! A co do kwestii, że "raczej nie wpakuje się tego do standardowej kieszeni" - to spytam (z głupia frant): czyżby w najnowszych obudowach kieszenie na HD były mniejsze niż ma mój? Zmierzyłem swój HD: 25 mm. Czy obecne mają mniej?

 

Jotunn napisał: "RAM dyski wróciły do łask odkąd pojawiły się dyski SSD" - takie użycie RAM - wydaje się też idealne dla "podrasowania" osiągów standardowego HD, tudzież mojego " MDJ "... Ceny megabajta RAM-u są już tak niskie, że dla wspomożenia wyszukiwania plików na HD - jak się wydaje - warto przepisywać ("w tle") do pamięci ulotnej całą zawartość FAT-u. A zapewne warto tam również buforować pliki (szczególnie te niewielkie) przed zapisaniem ich (oczywiście również "w tle") na krążek...

[wilk 103]

Mojemu w desktopie jakoś dobrze chodzi się na jednym talerzu. Nie zapominaj o gęstości upakowania domen w obecnych technologiach. Owszem, możesz sobie kupić dysk z 4 talerzami, jeśli tylko potrzeba Ci pojemności kilku TB. Co do drugiej kwestii napisałem o „standardowej”, czyli bez różnicy czy nowe, czy stare i tyczyło się to tylko wspomnianego wcześniej mojego opisu. Zresztą trudno żeby miały mniej, 3,5'' to dalej tyle samo.