SSD

26.06.2019

Typ NAND Flash pamäte.

SLC SLC je skratkou pre single-level-cell. Pamäťová bunka je založená na MOS tranzistore s plávajúcim hradlom. V hradle je buď uskladnený náboj (0, naprogramovaná) alebo nie (1, zmazaná). SSD založené na SLC Flash pamätiach sú najspoľahlivejšie, najtrvácnejšie ale tiež najdrahšie. Apacer poskytuje 5 ročnú záruku (pre produkty expedované po 1.1.2019) alebo obdobie končiace dátumom, keď SSD prekročí 60 000 zmazaní.

MLC and 3D TLC Skratka MLC znamená multi-level-cell. Plávajúce hradlo uchováva jednu zo štyroch veľkostí náboja. Pamäťová bunka 3D TLC (triple-level-cell) uchováva náboj v nábojovej pasci namiesto plávajúceho hradla. Nábojová pasca uchováva jednu z ôsmich veľkostí náboja. Apacer poskytuje pre MLC a 3D TLC produkty rovnakú záruku, 2 roky alebo obdobie končiace dátumom, keď SSD prekročí 3 000 zmazaní.

SLC-Lite SLC-Lite technológia používa MLC Flash čipy, ale firmvér buď uloží náboj do plávajúceho hradla alebo nie - rovnako ako pri SLC. Táto stratégia značne zvyšuje počet mazacích cyklov a umožňuje spoločnosti Apacer poskytovať záruku 3 roky alebo obdobie končiace dátumom, keď SSD prekročí 20 000 zmazaní. Počet zmazaní je indikovaný SMART softvérom Apacer ako parameter Avg.erase Count.

Životnosť

Tento parameter definuje, aké množstvo dát je možné zapísať do SSD. Hodnota je vyjadrená ako TBW (Tera Bytes Written), kde 1TB=1000GB alebo ako DWPD (Drive Writes per Day) udávajúce koľkokrát denne môže užívateľ prepísať celú kapacitu SSD počas trvania záruky. Odhad je v súlade s JEDEC JESD-219, enterprise endurance workload. Skutočná životnosť je vždy závislá na štruktúre zapisovaných/čítaných dát. Odporúčame používať Apacer SSDWidget, ktorý poskytuje informácie o "zdravotnom stave" SSD a hodnoty SMART atribútov. Viac informácií o SSDWidget nájdete v používateľskej príručke.

Životnosť verzus počet zmazaní

Jednoduchá úvaha vedie k záveru, že Životnosť = Počet zmazaní * Kapacita. Overme si to pre 64GB SM210-25 MLC SSD. Životnosť = 3 000*64GB = 192TB. Datasheet ale uvádza iba 142TB. Táto nezrovnalosť je spôsobená faktom, že skutočné množstvo dát fyzicky zapísaných do Flash je väčšie ako množstvo dát mal v úmysle zapísať operačný systém kvôli Write amplification (WA).

WA= Dáta zapísané do Flash pamäti/Dáta, ktoré zapísal operačný systém. Pre náš 64GB SSD, ak operačný systém zapíše 142TB dát, počet zmazaní dosiahne 3000, WA=192/142=1,352.

Pre dáta v reálnej prevádzke:
Dáta zapísané do Flash pamäte = Priemerný počet zmazaní*Kapacita
Dáta zapísané operačným systémom = Celkový počet zapísaných sektorov* Počet Bytov na sektor
Priemerný počet zmazaní = Avg.erase Count, SMART parameter 164
Kapacita: 64GB, z datasheetu
Celkový počet zapísaných sektorov = Total Sectors of Write, SMART parameter 241
Počet Bytov na sektor = Bytes per sector = 512, z datasheetu

SATA verzia

Špecifikácia SATA je spravovaná Serial ATA International Organization (SATA-IO). SSD Apacer sú v súlade s revíziou 3.2 alebo 3.1 (6 Gb/s). SSD sú spätne kompatibilné s rozhraním SATA 2.x (3Gb/s) a SATA 1.x (1.5Gb/s).

SMART

SMART je skratkou pre Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology. Firmvér monitoruje dôležité parametre SSD s cieľom pre prijatie proaktívnych opatrení na zabránenie jeho zlyhania. Vysvetlenie najdôležitejších atribútov nájdete nižšie.

166, Total Later Bad Block Count
V normálnom stave sa počet nových vadných blokov výrazne zvyšuje iba ak je počet zmazaní blízky alebo vyšší ako maximálny počet zmazaní, 3 000 (MLC, TLC), 20 000 (SLC-Lite) alebo 60 000 (SLC). Ak je počet zmazaní menší ako maximálny, a pritom sa počet nových vadných blokov zvyšuje, je to abnormálna situácia. Okamžite zálohujte dáta.

166, Total Later Bad Block Count, 192, Unexpected Power Loss Count
Ak sa zvyšuje Total Later Bad Block Count a súčasne sa zvyšuje aj Unexpected Power Loss Count, mali by ste prijať opatrenia na odstránenie výskytu výpadkov napájania.

231, Lifetime Left
Hodnota v percentách, 100% znamená nový SSD, 5% - upozornenie, mali by ste vymeniť SSD. Pre SSD, ktoré neposkytujú túto informáciu, atribút 164, Avg. Erase Count umožňuje vypočítať zostávajúcu životnosť.

Lifetime Left = (1 - Avg. Erase Count/Max. erase count) x 100, Max. erase count = 3000 (MLC, 3D TLC), 20 000 (SLC-Lite) alebo 60 000 (SLC).

167, SSD Protect Mode
• 0: R/W - normálny stav
• 3: Iba na čítanie
• 7: Iba na čítanie, nezvyčajný prípad, nastane pri nedostatočnom počte voľných blokov alebo nadmernom výskyte nových vadných blokov)

SSD chráni zapísané dáta nastavením iba na čítanie pred poškodením, ak je prekročená max. hodnota Avg. Erase Count alebo v nezvyčajnom prípade (7).

171, Program Fail Count, 172, Erase Fail Count
Tieto parametre by mali byť vždy rovné nule. Ak to tak nie je, vymeňte SSD.

168, SATA PHY Error Count
Indikuje problém s komunikáciou cez SATA rozhranie.

194, Temperature
Teplota musí byť vždy nižšia ako max. dovolená. Senzor meria teplotu v definovanom mieste plošného spoja SSD tak, aby nameraná hodnota bola blízka teplote okolia SSD.

Manažment výpadku napájania

SSD obsahuje detektor poklesu napájacieho napätia. Ak napätie klesne pod definovanú hranicu, kontrolér SSD spustí urgentný zápis metadát do Flash pre neskoršiu rekonštrukciu mapovacej tabuľky. Táto operácia si vyžaduje niekoľko ms. Hoci je to vo väčšine prípadov nepravdepodobné, SSD s vyrovnávacou DRAM môžu byť potenciálne ovplyvnené ak dôjde k náhlej strate napájania predtým, ako sú dáta uložené vo vyrovnávacej pamäti presunuté do Flash.

Pre zvýšenie odolnosti voči strate dát pri náhlom výpadku napájania používa Apacer technológiu CorePower. SSD obsahuje pole tantalových kondenzátorov, ktoré poskytujú energiu na čas potrebný na prenos dát z vyrovnávacej pamäti DRAM a dôležitých metadát do Flash.

Režim spánku (Device Sleep)

SSD v DevSleep móde odoberá menej ako 5mW. DevSleep používa nový signál (DEVSLP). Ak hostiteľ nastaví DEVSLP signál, zariadenie prejde do DevSleep módu na tak dlho, ako hostiteľ nastaví DEVSLP signál. Keď hostiteľ neguje DEVSLP signál, zariadenie sa vráti z DevSleep stavu do 20ms.

Pre 2,5" SSD je signál DEVSLP pripojený na vývod P3 napájacieho konektora SATA. Ak je P3=3,3V, SSD prejde do DevSleep módu. mSATA SSD používajú vývod 44, M.2 SSD používajú vývod 38.

ATA bezpečnostné zmazania

Bezpečnostné zmazanie definované v špecifikácii ATA umožňuje úložnému zariadeniu zmazať všetky dáta uložené užívateľom. Proces mazania beží na úrovni firmvéru. Najpohodlnejší spôsob ako to urobiť je pomocou Apacer SSDWidget.

TRIM

Príkaz umožňuje operačnému systému informovať kontrolér SSD o tom, ktoré bloky obsahujú neplatné dáta, najčastejšie kvôli tomu, že operačný systém zmazal súbory. Príkaz TRIM je dôležitý pre udržiavanie rýchlosti zápisu. Všetky moderné SSD a operačné systémy podporujú TRIM. Viac informácií o tom ako funguje TRIM nájdete na Wikipedii.