В этой публикации, друзья, поговорим с вами о том, что такое SLC-кэш SSD-накопителя. SSD стремительно отправляют механические HDD на свалку истории, твердотельные накопители доминируют на рынке, их сейчас представлено огромное множество. Чем один отличается от другого, знать надо, так как SSD часто можно купить в одну цену лучший и худший, а порой худший даже за большую цену. Дабы помочь вам разобраться во всех тонкостях SSD, у нас на сайте есть специальная публикация с отсылками на описанные в отдельных статьях значимыми нюансами этих устройств. Ну а в этой статье давайте разбираться с SLC-кэшем SSD. Это метод ускорения записи твердотельных накопителей. Как он работает, чем отличается от DRAM-кэша, как взять накопитель с хорошим SLC-кэшем?

↑ Что такое SLC-кэш SSD

↑ SLC-кэш и SLC-кэширование

Итак, друзья, SLC-кэш SSD. Это метод ускорения записи данных, используемый производителями твердотельных накопителей, дабы запись у SATA SSD была не 100-200 Мб/c, а 300-550 Мб/с. А у SSD NVMe PCI-E не 300-700 Мб/с, а свыше 1.5 Гб/с. Есть разные типы флеш-памяти в зависимости от технологии хранения информации — SLC, MLC, TLC, QLC. SLC хранит в себе 1 бит данных, MLC – 2 бита, TLC – 3 бита, QLC – 4 бита. Чем больше битов нужно записать в ячейку, тем процесс записи будет более медленным. Следовательно, самым быстрым будет процесс записи данных в память SLC, самым медленным – в QLC. Но сегодня память SLC и MLC в SSD не используется (как минимум массово), она слишком дорогостоящая, SSD идут с приемлемой по цене памятью TLC и QLC. И вот чтобы запись данных в память TLC и QLC была быстрой, такой же, как в память SLC, производители накопителей и используют метод SLC-кэширования. Который, собственно, и получил своё название в честь памяти SLC.

SLC-кэширование имитирует метод записи в память SLC, т.е. записывает изначально в ячейки TLC и QLC по 1 биту данных.

И мы, например, при копировании данных в проводнике Windows видим, как SSD NVMe эпатажно расправляются с этой задачей со скоростью 1.5-2 Гб/с. Это скорости в SLC-режиме.

Потом по завершении записи данных, так сказать, уже за кулисами театра, контроллер SSD тихонько, во время простоя компьютера, незримо для нас, неощутимо для быстродействия производит перезапись данных и уплотняет ячейки до хранения в них по 3 или 4 бита. И вот благодаря такой тонкой работе мы и получаем эффективность этих устройств информации при приемлемых ценах на них, не таких как ранее, в эпоху использования флеш-памяти SLC и MLC. Но если непрерывно копировать большой объём данных, то на каком-то этапе мы обнаружим, как весь эпатаж высоких скоростей резко сдуется, и скорость просядет до 300-700 Мб/с. А у SSD SATA до ещё меньших значений.

Это произойдёт потому, что SLC-режим закончится, т.е. закончится SLC-кэш. И запись данных будет происходит напрямую во все ячейки флеш-памяти с истинной скоростью. С более медленной скоростью. Чтобы возобновить SLC-кэширование, необходимо выполнить оптимизацию SSD в системном приложении Windows «Оптимизация дисков».

И не проводить на компьютере никаких действий в течение как минимум 15 минут. Контроллер накопителя поймёт, что это простой и выполнит уплотнение данных, обеспечив пустые ячейки для новой записи с максимальной скоростью. По мере заполнения накопителя данными пространство для манёвра у SLC-кэширования будет уменьшаться. Соответственно, скорость начнёт просаживаться ранее. При заполнении накопителя на 75% от изначального размера SLC-кэша может остаться лишь 10-я его часть. А при заполнении данными накопителя практически под завязку он и вовсе не сможет предложить нам ничего более, чем истинная скорость записи в ячейки памяти. Из-за малого оставшегося объёма запись не сможет быть проведена по 1 биту в ячейку, уплотнение ячеек будет происходить сразу же в момент записи, что и будет причиной невысокой скорости проведения этой операции.

↑ SSD с хорошим SLC-кэшем

{banner_google1}

Размер SLC-кэша обычно составляет 30-50% от ёмкости накопителя, и это значит, что при обычном использовании данных мы редко когда будем сталкиваться с низкой скоростью записи за пределами SLC-кэширования. Скорость может проседать по другим причинам – низкая скорость отдачи данных другим устройством информации или сетью, троттлинг из-за перегрева и т.п. Но если мы за один присест скопируем большой объём данных без перерыва на простой компьютера для восстановления SLC-кэша, либо забьём накопитель данными под завязку, то, конечно, да, встреча с низкими скоростями записи напрямую в флеш-память нам обеспечена. Чтобы эта встреча была менее вероятной, нужен как можно больший объём SLC-кэша. Как учесть этот момент при покупке накопителя?

Увы, друзья, есть и такие SSD, который не вписываются в общее правило объёма SLC-кэша 30-50% от общей ёмкости, а имеют ограниченный размер до 5%. Проблема заключается в том, что размер SLC-кэша не является параметром, который указывают производители в характеристиках своих устройств. Хороший или плохой SLC-кэш у накопителя, можно узнать только из обзоров конкретных моделей в Интернете и на YouTube, где проводятся тесты копирования данных с целью выявления объёма SLC-кэша.

SLC-кэш тем больше, чем больше объём накопителя. Поскольку чем больше дисковое пространство накопителя, тем больше пространство для манёвра у SLC-кэширования. Соответственно, у моделей на 500 Гб и 1 Тб объём SLC-кэша будет больше, чем у моделей на 250 Гб и 128 Гб. Нужно просто покупать накопитель с объёмом не менее 500 Гб. И нужно покупать объём с избытком, чтобы потом не забивать накопитель под завязку, а оставлять определённое место свободным в качестве пространства для манёвра SLC-кэшированием.

SSD-накопитель предпочтительней приобретать с флеш-памятью TLC, чем с QLC. В QLC-накопителях SLC-кэш может не высвобождаться в полном объёме из-за использования кэша с целью ускорения доступа к данным.

{banner_google1}

Ну и универсальное правило при выборе любого продукта – не брать ничего из днищенских ценовых ниш. У дешёвых SSD скорость записи за пределами SLC-кэша может просаживаться даже ниже 100 Мб/с.  Нужно рассматривать накопители как минимум из среднеценового сегмента.

↑ SLC-кэш и DRAM-кэш

Ну и, наконец, друзья, поговорим об отличиях SLC-кэша и DRAM-кэша SSD-накопителей. Эти понятия путают, ибо оба они называются кэшами. Это разные вещи. Так, SLC-кэш являет собой метод ускорения записи, по сути, технологию. Например, компания Samsung имеет не абы-какое SLC-кэширование, а продвинутое, включающее использование динамического и статического кэша. И называет такое SLC-кэширование компания интеллектуальной технологией TurboWrite. Тогда как DRAM-кэш есть не что иное как оперативная память SSD. Это физический чип на плате накопителя, который отвечает за временное хранение данных для ускорения их обработки.

У моделей SSD на 500 Гб составляет объём 32-512 Мб, у моделей на 1 Тб может достигать 1 Гб, у моделей на 2 Тб – 2 Гб. Но могут быть и накопители с большим объёмом DRAM-кэша – до 5 Гб даже в моделях с малым объёмом. Но тогда как SLC-кэш есть в любом SSD, без него попросту невозможна будет хоть сколь-нибудь высокая скорость записи данных, DRAM-кэш в составе накопителей не обязателен. Накопители без DRAM-кэша вместо своего штатного используют незначительный объём оперативной памяти компьютера. Накопители без DRAM-кэша существенно не уступают в производительности накопителям с DRAM-кэшем. У них может быть меньшая скорость записи за пределами SLC-кэширования, с которой мы, как упоминалось, можем не столкнуться, но стоят такие накопители дешевле, чем укомплектованные DRAM-кэшем. Пример хорошего бюджетного накопителя без DRAM-кэша, который даст фору многим накопителям с DRAM-кэшем — Samsung 980.