Artikel top billede

(Foto: Computerworld)

SSD - Fremtidens lager

SSD’er står over for en længe ventet teknisk revolution, men kommer de til at gøre din pc hurtigere?.

Af Aksel Brinck, Alt om Data

Denne artikel er oprindeligt bragt på Alt om Data. Computerworld overtog i november 2022 Alt om Data. Du kan læse mere om overtagelsen her.

I den sene kridttid, da Tyrannusaurus rex og andre theropoder herskede på de forhistoriske sletter, havde man en fornemmelse af, at hurtigere ssd-drev var lige om hjørnet. Nu, i 2014, ser det ud til, at der omsider er ved at ske noget.

Bevares, så lang tid har det heller ikke taget, men det føles, som om et alternativ til det gode gamle SATA-lagerinterface har ladet vente på sig i meget, meget lang tid. Pci-e i forskellige former ser ud til at skulle afløse SATA, og dermed får vi et væld af båndbredde.

Spørgsmålet er: Vil det nødvendigvis gøre computerne hurtigere. Og i givet fald hvornår og hvor?

Der er adskillige aspekter i spil her. For det første: Hvilke elementer af ssd-ydelse har den største indflydelse på, hvor hurtig en pc føles? Er det sekventiel trafik, vilkårlig adgang eller generel konsistens? Og hvornår gør ssd’er den største forskel? Er det under bootning, på skrivebordet eller under spil? Hvis en ultrahurtig pc for eksempel booter et par sekunder hurtigere, men ikke føles kvikkere, når den er oppe at køre, betyder det så noget? Det kan faktisk være svært at besvare disse spørgsmål. Ssd’er har altid været komplicerede at have med at gøre, og vores viden og forståelse af, hvordan de yder, er blevet stadig mere nuanceret.

Det begyndte med rå trafik. Så talte vi om detaljer som komprimerbare data versus ikke-komprimerbare data, vilkårlig versus sekventiel, implikationerne af smart cachebrug med store datasæt og konsekvenserne af funktioner som TRIM-kommandoen.

Det er kort sagt langt sværere at få styr på ssd’er end cpu’er og grafikkort, når det gælder ydelse – og så er vi ikke engang begyndt at tale om virkelig langsigtet driftssikkerhed. Ikke desto mindre er fremkomsten af pci-e og nogle af de beslægtede teknologier udtryk for en spændende udvikling. Den jævner bestemt ikke alle eksisterende SATA-drev med jorden.

Vi har ti SATA-ssd’er til test, og mange af dem er aldeles fremragende drev. Men det betyder, at udsigten til forbedret lagerydelse er blevet meget mere lovende. Og udviklingen kan måske overbevise dig om, at selvom et billigt SATA-ssd giver udmærket mening lige i øjeblikket, kan det være klogt at vente lidt længere, hvis du er ude efter et superdrev.

Vi har nævnt, at der sker noget nyt og spændende inden for pc-lagre. Det nye optræder primært i to former: SATA Express og noget, der bliver kaldt M.2.

Lad os lægge ud med SATA Express. Betragt det som de saftigste dele af det eksisterende SATA-lagerinterface i kombination med det, der gør det udbredte pci så strålende. Det er afgørende, at det betyder bagudkompatibilitet med ældre SATA-drev og med gamle SATA-kabler. Det bliver plug & play med de gamle sager på den nye sokkel. Lanceringen af pci-e som den underliggende forbindelsesstandard åbner for en helt ny verden, når det gælder fart. Men hvor meget fart? Det spørgsmål er af flere årsager kompliceret.

For det første udvikler SATA Express’ sekventielle spidskapacitet sig med tiden. Det skyldes, at SATA Express bruger pci-e-spor. Og det betyder, at man kan have glæde af pci-e 2.0 eller 3.0 og af den fordobling af båndbredden, som den sidstnævnte giver i forhold til den førstnævnte. Det betyder også, at der er potentiale til at bruge flere spor, hvilket kan give en dramatisk forøgelse af båndbredden. Vi har netop fået tal fra den virkelige verden på de første pci-e-kompatible kort, der bygger på de nye Intel 9 Series-bundkort, som netop er blevet lanceret. Asus siger, at det nye Z97-kort leverer sekventielle læse- og skrivehastigheder på henholdsvis 745 MB/s og 809 MB/s.

Nu om dage sidder pci-e-interfacet på cpu-pakken. Bundkort har kun kabelføring til at forbinde cpu’en med relevant ekstraudstyr. Det er vigtigt, fordi det begrænser antallet af spor, som er til rådighed, til dem, der bliver leveret af cpu’en. Sagen er, at de spor, man snupper til sit ssd, ikke kan bruges til andre formål, for eksempel grafik. Ved enkelt-gpu-systemer betyder det ikke noget. At nogle få pci-e-spor ryger til ssd’erne, gør ingenting. Men ved maskiner med flere gpu’er kan det være et problem.
700-800 MB/s er imidlertid et ganske godt første skridt i sammenligning med de 550 MB/s, som man typisk ser hos eksisterende SATA-interface.

Og der er absolut masser af opgaver på pc’en, som kan nyde godt af mere rå båndbredde. Men ssd-ydelse drejer sig ikke blot om sekventiel trafik. Man kan argumentere for, at det er de små, fnidrede dataoverførsler, der får pc’en til at virke kvikkere.

Det er altså vigtigt at forstå, at det ikke er nok at skrue op for den maksimale båndbredde. Heldigvis er det her, en ny kontrolprotokol for lager, NVMe, kommer ind i billedet. Den er erstatningen for AHCI, der blev udviklet til magnetiske harddiske med roterende plader, ikke til ssd’er med flash-hukommelseschips.

AHCI har en masse egenskaber, der giver god mening til harddiske, men som blot gør ssd’er langsommere.

NVMe formodes at reducere latenstider med helt op til 50 procent. Det er svært at vurdere, hvad det vil betyde for testresultater, reel ydelse og dagligt arbejde. Men der må i det mindste være en chance for, at det kommer til at føles markant bedre. Endelig er der SATA Express’ bagudkompatibilitet, der har gjort sokkelløsningen en smule klodset.

Et enkelt SATA Express-drev sluttes til noget, der ligner to almindelige SATA-porte plus en ekstra, speciel SATA Express-sokkel. Resultatet er et ufikst stik i bundkort-enden af SATA Express-kablet. Øv.

Hvad angår M.2, er der tale om et alternativ til SATA Express, som man kunne kalde en renere udgave af en pci-e-baseret lagerløsning. Fysisk omfatter den små plugin-kort med eksponerede komponenter, der minder lidt om de eksisterende mSATA-ssd’er, snarere end om lukkede drev som 3,5”-SATA-drev. Her kerer man sig ikke om bagudkompatibilitet, og det er måske i højere grad mobil teknologi end en desktop-løsning. Når det er sagt, må vi nævne, at mange bundkort i fremtiden sandsynligvis vil understøtte begge standarder. Man vil sikkert se et enkelt M.2-slot på kortet og flere SATA-stik.

Ulempen ved alt dette er naturligvis, at man skal have mere end blot drevet for at få adgang til denne herlige nye pci-e-teknologi. Man skal i hvert fald bruge et tilslutningskort. Det får pludselig hele idéen til at virke mindre tiltrækkende. I betragtning af at SATA Express og M.2 er så nye teknologier, når det gælder bundkort, vil de sandsynligvis være begrænsede til modeller, der kun er kompatible med de nyeste cpu’er. Det kan indebære, at man begynder med at håbe, at man får et hurtigere drev, og ender med nyt bundkort og ny cpu oveni. Mareridt.

Installation er også lidt af et problem. Det er en ren svir at sætte et nyt ssd ind. Men at skifte bundkortet er bøvlet, og det kan virke skræmmende, hvis man ikke er vild med at grave rundt inden i pc’en. Vores gæt på den pci-e-baserede lagerrevolution ser nogenlunde sådan ud: For det første bliver det dyrt, fordi man skal købe mere end blot drevet. For det andet står det endnu ikke klart, hvor meget bedre de nye drev bliver ud fra en rent subjektiv synsvinkel.

Hvis du er opsat på at anskaffe et billigt ssd, der kan erstatte en konventionel harddisk, skal du ikke tøve. Køb i dag. Du får meget for pengene, og din computer bliver forvandlet hinsides genkendelse. Hvis du har en gammel ssd, der er småt og giver problemer, skal du købe et nyt og billigt ssd med bedre plads. Hvis du imidlertid har et nogenlunde nyt ssd og ikke lider under akut pladsmangel, er det klogt at vente lidt, indtil vi kan se, hvor gode de første SATA Express- og M.2-løsninger kommer til at blive.

Hvad blev der af løftet om superbillige ssd’er, der bliver drevet af triple-level cell-flash-hukommelse?

Det skulle have været fremtiden for billige ssd’er med et løfte om 50 procent større kapacitet. Men det slog aldrig rigtigt an.

Vi taler naturligvis om TLC-flash-hukommelse (triple-level cell). Lad os lige vende noget af det grundlæggende. Næsten alle billige ssd’er til pc’er bruger multilevel-cell-hukommelseschips (MLC). Der er to niveauer i MLC, og det vil sige, at der kan lagres to bit data i hver celle. Altså dobbelt så mange bit som i den singlelevel-cell-hukommelse (SLC), man finder i de dyreste ssd’er.

Ulempen ved at øge celleniveau-kapaciteten knytter sig typisk til driftssikkerheden. Med flere niveauer er der færre læse/skrive-cyklusser, som er understøttet. Databeskyttelse kan også være et problem.
Imidlertid er MLC-hukommelse blevet brugt med succes i årevis, takket være wearlevelling-algoritmer og en cache med ekstra hukommelsesceller.

Men af en eller anden grund har TLC ikke slået an. Indtil nu er Samsung det eneste firma, der sælger TLC-teknologi til forbruger-ssd’er. Det har stået på i omkring halvandet år.

Hvorfor er alle de andre ikke hoppet med på vognen? Det er et godt spørgsmål. Drevene 840 og 840 Evo har klaret sig godt i uafhængige test. Skræmmehistorier om TLC’s holdbarhed har vist sig at være ubegrundede, når Samsung-drevene er blevet underkastet grundige stresstest.

Det hele er kort sagt noget af et mysterium. En del af forklaringen ligger uden tvivl i omkostningerne og besværet ved at producere TLC-chips. Kun få firmaer i denne verden har råd til at anskaffe udstyret til at lave flash-hukommelse. Og de fleste af dem er temmelig konservative.

Desuden kan producenter af ssd’er tøve med at levere det ekstra arbejde med controller-chipsættene, der skal sikre, at TLC-driverne er lige så driftssikre som MLC-udgaverne. Det bliver der næppe ændret på, før nogen lancerer et TLC-drev, der er meget billigere end tilsvarende MLC-drev. Det er ikke til at vide, hvornår det sker.