การแคช SLC คืออะไร

SSD สมัยใหม่มีอัตราส่วน GB ต่อ $ ที่ดีกว่าที่เคยเป็นเมื่อไม่กี่ปีก่อน เมื่อ SSD ออกสู่ตลาดเป็นครั้งแรก โดยทั่วไปแล้วจะอยู่ในช่วงความจุ 64GB หรือ 128GB นอกจากนี้ยังมีราคาแพงกว่า HDD หลายเทราไบต์อีกด้วย เป็นเวลาหลายปีที่สันนิษฐานว่าหากคุณต้องการพื้นที่เก็บข้อมูลจำนวนมากและไม่ต้องการจ่ายในราคาสูง คุณต้องใช้ HDD และต้องยอมรับประสิทธิภาพที่ต่ำกว่า

แม้ว่าตอนนี้สิ่งต่าง ๆ จะแตกต่างกันเล็กน้อย ใช่ SSD ยังคงมีราคาแพงต่อ GB มากกว่า HDD แต่ราคาใกล้เคียงกันมาก ปัจจุบัน SSD ความจุ 2TB เป็นราคาที่น่าสนใจสำหรับ SSD SSD ขนาด 2TB มีราคาสูงกว่า HDD ขนาด 2TB ประมาณสองเท่า ตอนนี้คุณจะได้รับข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพที่สำคัญยิ่งขึ้นสำหรับค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมนั้น

ยังคงเป็นความจริงที่ว่าหากคุณต้องการพื้นที่เก็บข้อมูลหลายเทราไบต์ ตัวอย่างเช่น การซื้อ HDD นั้นถูกกว่าหากคุณต้องการอาร์เรย์ RAID ขนาดใหญ่ แต่สมมติว่าคุณกำลังจัดการกับพื้นที่เก็บข้อมูลคอมพิวเตอร์ในระดับผู้ใช้ตามบ้านในแต่ละวันเท่านั้น ในกรณีนั้น SSD หนึ่งหรือสองเทราไบต์ก็มากเกินพอและจะไม่เสียหาย

ราคาลงมาได้อย่างไร?

แล้วอะไรเปลี่ยนไป? อะไรทำให้ราคาลงมาอยู่ในระดับที่เหมาะสม? ประการแรก เทคโนโลยีเพิ่งเติบโตเต็มที่ การทำสิ่งเหล่านี้จะถูกลงเมื่อเวลาผ่านไป แม้ว่าความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและนวัตกรรมบางอย่างจะเป็นตัวเปลี่ยนเกมอย่างแท้จริง 3D VNAND ช่วยให้ความหนาแน่นของพื้นที่จัดเก็บเพิ่มขึ้นอย่างมากโดยอนุญาตให้วางเซลล์หน่วยความจำซ้อนทับกัน แทนที่จะบีบให้ชิดกันมากขึ้นในระนาบเดียว สิ่งนี้ไม่แตกต่างกับการที่ที่จอดรถหลายชั้นทำให้สามารถจอดรถได้มากขึ้นในพื้นที่เดียวกับที่จอดรถแบบแฟลต

โดยทั่วไปแล้ว SSD สมัยใหม่จะใช้หน่วยความจำแฟลช TLC TLC ย่อมาจาก Triple-Level Cell หมายความว่าเซลล์หน่วยความจำแต่ละเซลล์สามารถเก็บข้อมูลได้สามบิต ซึ่งเพิ่มความจุในการจัดเก็บข้อมูลของเซลล์หน่วยความจำจำนวนเท่ากันเป็นสามเท่า เมื่อเปรียบเทียบกับหน่วยความจำ Single-Layer Cell (SLC) ใน SSD รุ่นก่อนหน้า

การเปลี่ยนแปลงทั้งสามนี้อธิบายถึงการปรับปรุงราคาส่วนใหญ่ใน SSD อย่างไรก็ตาม มีการพัฒนาอื่นๆ อีกมากเช่นกัน สิ่งนี้คือ TLC มาพร้อมกับคำเตือนที่ค่อนข้างใหญ่

มีปัญหาอะไรกับ TLC?

ปัญหาของการใส่ข้อมูลหลายบิตลงในเซลล์หน่วยความจำเดียวคือการเขียนข้อมูลจะซับซ้อนกว่ามาก สิ่งนี้ทำให้กระบวนการช้าลง นี่เป็นปัญหาเนื่องจาก SSD ควรจะเร็ว พวกเขาได้ขับเคลื่อนมาตรฐานรุ่นใหม่เพื่อเพิ่มแบนด์วิดท์เป็นสองเท่าและสองเท่าเพื่อให้สามารถจัดเก็บข้อมูลได้รวดเร็วยิ่งขึ้น

ในขณะที่คุณยังคงสามารถอ่านจาก TLC ได้ที่ 16GB ที่น่าทึ่งบน PCIe 5 SSD รุ่นล่าสุด แต่คุณจะไม่สามารถเขียนถึงพวกมันได้เร็วขนาดนั้นอย่างแน่นอน อันที่จริง ความเร็วในการเขียน TLC โดยทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 2,000MB ซึ่งยังคงเร็วกว่า HDD แต่ช้ากว่า PCIe 3 SSD

หมายเหตุ : TLC ไม่ใช่หน่วยความจำแฟลชประเภทเดียวที่ใช้งานอยู่ มีจำนวน Quad-Level Cell (QLC) SSD ค่อนข้างน้อย และการพัฒนา Penta-Level Cell (PLC) SSD ก็กำลังดำเนินการสำหรับข้อมูล 4 และ 5 บิตต่อเซลล์ตามลำดับ ความเร็วในการเขียนของหน่วยความจำ QLC อยู่ที่ประมาณ 350MB ซึ่งช้ากว่า HDD

ป้อนแคช SLC

ผู้ผลิต SSD พัฒนาแคช SLC เพื่อรองรับความเร็วในการเขียนที่ลดลงอย่างมาก นี่เป็นเคล็ดลับง่าย ๆ ในการเขียนข้อมูลไปยังหน่วยความจำแฟลช SLC ที่เร็วเป็นพิเศษ จากนั้นข้อมูลจะถูกคัดลอกไปยังแฟลช TLC ที่ช้ากว่าโดยเร็วที่สุดในพื้นหลัง สิ่งนี้ช่วยให้ SSD มีความเร็วในการเขียนที่รวดเร็วตามที่โฆษณา ตราบใดที่มีพื้นที่แคช SLC ให้เขียนลงไป นี่ไม่ใช่ปัญหาในกรณีส่วนใหญ่ แต่อาจเป็นได้หากคุณดำเนินการเขียนจำนวนมากในคราวเดียว ตัวอย่างเช่น การคืนค่าหรือการเขียนข้อมูลสำรองมักเกี่ยวข้องกับการเขียนข้อมูลลงในไดรฟ์เป็นเปอร์เซ็นต์จำนวนมาก

โดยทั่วไปแคช SLC จะแบ่งออกเป็นสองส่วนที่แตกต่างกัน: แคช SLC แบบคงที่และแคช SLC หลอกแบบไดนามิก แคชแบบคงที่โดยทั่วไปมีขนาดเล็ก น้อยกว่า 10GB แม้ในไดรฟ์ขนาดใหญ่ 2TB แคชแบบสแตติกจะพร้อมใช้งานเสมอ แม้ว่าไดรฟ์จะเกือบเต็ม ไดนามิกแคชมีขนาดแตกต่างกันไปตามชื่อที่แนะนำ โดยขึ้นอยู่กับพื้นที่ว่างที่เหลืออยู่ในไดรฟ์

SSD ขนาดใหญ่ขึ้นมีแคช Pseudo-SLC ขนาดใหญ่ขึ้น และสามารถเขียนข้อมูลได้มากขึ้นที่ความเร็วสูงสุด โปรดทราบว่าขนาดไดนามิกแคชขึ้นอยู่กับพื้นที่ว่างที่เหลืออยู่ ไม่ใช่ความจุไดรฟ์ทั้งหมด ขนาดไดนามิกแคชจะลดลงเมื่อไดรฟ์เต็ม SSD จำนวนมากจัดสรรพื้นที่ว่างประมาณหนึ่งในสามเพื่อใช้เป็นแคช SLC แบบไดนามิก ซึ่งอาจมีขนาดประมาณ 600GB บนไดรฟ์ 2TB

คอนโทรลเลอร์ SSD เลือกที่จะเขียนข้อมูลขาเข้าไปยังแคช SLC เนื่องจากมีความรวดเร็ว สิ่งนี้มีความสำคัญเนื่องจากสามารถให้ข้อมูลไปยัง SSD ได้เร็วกว่าที่สามารถเขียนไปยังหน่วยความจำแฟลช TLC ที่ช้ากว่ามาก เมื่อ SSD อยู่ในสถานะว่าง คอนโทรลเลอร์จะคัดลอกข้อมูลข้ามไปยังหน่วยความจำ TLC ด้วยความเร็วในการเขียนที่ช้าลง สิ่งนี้จะจัดเก็บข้อมูลในลักษณะที่ประหยัดพื้นที่มากขึ้น และทำให้แคช SLC ว่างอีกครั้งเพื่อรับการดำเนินการเขียนที่มากขึ้นด้วยความเร็วสูง ตราบใดที่แคช SLC มีพื้นที่ว่าง SSD สามารถทำงานได้ด้วยความเร็วสูงสุดตามที่โฆษณาไว้ เมื่อแคชเต็ม ไดรฟ์จะต้องทำงานช้าลง ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมการมีแคช SLC ขนาดใหญ่จึงมีประโยชน์

อนาคตที่มีศักยภาพ

ไม่มี SSD ที่ใช้งานในขณะนี้ แต่มีกรณีการใช้งานที่เป็นไปได้สำหรับแคช MLC เช่นกัน MLC ย่อมาจาก Multi-Level Cell ซึ่งเป็นวิธีการที่มีชื่อไม่ดีในการจัดเก็บข้อมูลสองบิตในเซลล์แทนที่จะเป็นหนึ่งหรือสาม ซึ่งช้ากว่า SLC แต่เร็วกว่า TLC ในขณะที่แคช SLC ให้ความเร็วที่ยอดเยี่ยมซึ่ง MLC ไม่สามารถเทียบได้ แต่ MLC จะมีขนาดแคชเป็นสองเท่า

ในทางทฤษฎี นี่จะเป็นจุดกึ่งกลางที่ยอดเยี่ยมที่ช่วยให้แคช SLC มีความเร็วสูงสุดจนกว่าแคช SLC จะถูกใช้ จากนั้นปล่อยไปที่แคช MLC หากยังต้องเขียนข้อมูลเพิ่มเติม สิ่งนี้จะยังเร็วกว่าการเขียนไปยังหน่วยความจำ TLC หรือ QLC โดยตรง แต่น่าจะเกี่ยวข้องกับตรรกะที่ซับซ้อนกว่า

แม้ว่าความเร็วของ TLC จะค่อนข้างเร็ว แต่ก็ไม่จำเป็น เมื่อ QLC และ PLC SSD กลายเป็นเรื่องปกติมากขึ้น พวกเขาก็จะมาพร้อมกับการลดความเร็วในการเขียนเพิ่มเติม การแคช MLC รองอาจเป็นวิธีที่เทคโนโลยีพัฒนาขึ้นเพื่อบรรเทาปัญหานี้

บทสรุป

การแคช SLC เป็นวิธีที่ชาญฉลาดในการเขียนแคชบน SSD ช่วยให้มีความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลสูงในการเขียนลงในหน่วยความจำแฟลชหลายร้อยกิกะไบต์ ซึ่งตามชื่อไม่สามารถเขียนด้วยความเร็วดังกล่าวได้ ข้อมูลที่เขียนไปยังแคชจะถูกล้างไปยังหน่วยความจำแฟลช TLC หรือ QLC โดยเร็วที่สุด เพื่อเพิ่มพื้นที่ว่างในแคชสำหรับความเร็วการถ่ายโอนสูงสุด

จำนวนแคช SLC จะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับพื้นที่ว่างที่เหลืออยู่ในไดรฟ์ ซึ่งหมายความว่าไดรฟ์ขนาดใหญ่และว่างกว่าสามารถเขียนข้อมูลด้วยความเร็วสูงสุดได้มากกว่า SSD ขนาดเล็กหรือ SSD ที่ใกล้ความจุมากที่สุด คุณคิดอย่างไร? แจ้งให้เราทราบในความคิดเห็นด้านล่าง