У технолошком свету, „новије“ не мора нужно значити „боље“. У последње време, произвођачи ССД дискова као да су жртвовали брзину и поузданост у корист већег капацитета складишног простора. Иако протоколи попут NVMe и PCIe настављају да се убрзавају, неки ССД дискови као да праве корак уназад.
Проблем са QLC Flash меморијом
Производња ССД дискова је скупа, а већина корисника не жели да плати високу цену за диск са мањим капацитетом, када за мање новца могу добити механички хард диск са знатно већим простором за складиштење. Већи капацитети се једноставно боље продају.
Произвођачи ССД-ова покушавају да повећају капацитет и смање трошкове, али то негативно утиче на перформансе и издржљивост. Иако велики ССД-ови постају све приступачнији, сваки напредак у ССД технологији доноси са собом одређене компромисе. Сада је све више у употреби Quad Level Cell (QLC) ССД дискова, који могу да сачувају четири бита информација по меморијској ћелији. QLC није у потпуности заменио стандардне ССД-ове, али су се појавили дискови са овом технологијом и имају одређене проблеме.
Произвођачи морају пронаћи начин да уграде више складишног простора у NAND флеш чипове исте величине, што је стварни део ССД-а за складиштење података. Традиционално, то се радило смањењем процесног чвора, чиме су транзистори унутар флеш меморије постајали мањи. Али како Муров закон губи на снази, произвођачи морају да буду креативнији.
Паметно решење је NAND флеш на више нивоа. NAND флеш може да сачува одређени напон у ћелији током одређеног времена. Традиционални NAND флеш чува информације на два нивоа: укључено и искључено. Ово се назива SLC флеш и веома је брз. Али, пошто NAND у суштини складишти аналогни напон, могуће је представити више битова са мало другачијим нивоима напона. На пример:
Проблем је у томе што се сложеност експоненцијално повећава. SLC флеш захтева само присуство или одсуство напона. MLC флеш захтева четири нивоа напона, TLC осам, а QLC флеш, који је постао популаран у последњих годину дана, захтева чак 16 различитих нивоа напона.
То доводи до низа проблема. Са повећањем броја нивоа напона, постаје све теже разликовати битове. QLC флеш је 25% гушћи од TLC-а, али је знатно спорији. Брзина читања није толико погођена, али брзина писања је знатно смањена. Већина ССД-ова са новијим NVMe протоколом постиже брзине од око 1500 MB/s за континуирано читање и писање, док QLC флеш постиже брзине од само 80-160 MB/s за континуирано писање, што је лошије од пристојног хард диска.
Краћи животни век QLC SSD дискова
ССД дискови, у поређењу са хард дисковима, генерално имају мању издржљивост писања. Сваки пут када се пише у ћелију на ССД-у, она се полако троши. Приликом брисања ћелије, електрони би требало да буду уклоњени, али увек остане неки, због чега ћелија „0“ постаје сличнија „1“ током времена. Ово се надокнађује тако што контролер током времена примењује већи напон, што је у реду када има довољно простора за напон. Али QLC то нема.
| Тип флеш меморије | Издржљивост писања (циклуси програмирања/брисања) |
| SLC | Око 100.000 |
| MLC | Између 10.000 и 35.000 |
| TLC | Око 5.000 |
| QLC | Око 1.000 |
SLC има просечну издржљивост писања од 100.000 циклуса програмирања/брисања, MLC између 10.000 и 35.000, TLC око 5.000, а QLC само око 1.000. Због тога QLC није погодан за дискове са честим приступом, као што је диск за покретање, на који се веома често пише.
Закључак је: не купујте QLC диск за системски диск вашег оперативног система. Превише су непоуздани и могу се деградирати у року од неколико година. Препорука је да се велики QLC диск користи као замена за класичан хард диск, а да се брзи SLC, MLC или TLC диск користи као примарни диск оперативног система. Ово може бити проблем код лаптоп рачунара, где немате ту опцију, али QLC је још увек веома нова технологија и није толико заступљена у лаптоповима.
Кеширање као решење, али и проблем
Сада се можда питате зашто QLC уопште постоји, када је објективно спорији и брже се квари од других типова флеш меморије. Произвођачи ССД-ова су нашли начин да сакрију проблем – кеширање.
QLC ССД-ови посвећују део диска кешу. Овај кеш ради као SLC флеш, а не као QLC. Кеш меморија је мања од стварног простора на диску, али је много бржа.
Подаци из кеша се могу уписивати истом брзином као и на другим брзим ССД-овима, а контролер их полако пребацује у QLC ћелије. Међутим, када се кеш меморија попуни, контролер мора директно да пише у споре QLC ћелије, што доводи до значајног пада перформанси приликом дужег писања.
Погледајте резултате тестирања Crucial P1 500GB, једног QLC ССД-а:
Црвена линија која представља Crucial P1 ради на добрим NVMe брзинама, али након што се око 75 GB упише, кеш меморија се попуни и долази до изражаја права брзина QLC флеша. Брзина пада на око 80 MB/s, што је спорије од већине хард дискова приликом континуираног писања.
Већина других дискова такође користи овај метод кеширања, јер убрзава брза, мала уписивања на диск, која су најчешћа. Међутим, дуготрајно писање је оно што ћете највише приметити. Нећете приметити разлику ако мала копија датотеке траје 0,15 уместо 0,21 секунду, али ћете приметити ако велика копија траје додатних десет минута.
Кеш меморија не остаје заувек иста. Како се диск пуни, кеш се смањује. Према тестирању Anandtech-а, за Intel SSD 660p линију, кеш за модел од 512 GB се смањује на само 6 GB када је диск скоро пун, чак и када је првобитно имао 128 GB простора.
То значи да ако сте попунили свој ССД и покушате да инсталирате игру од 20-30 GB, првих 6 GB би се уписало на диск изузетно брзо, а онда бисте осетили споре брзине од 80 MB/s за остатак датотека.
Наравно, вероватно сте ограничени брзином преузимања, али у случају ажурирања, проблем би био много очигледнији. Завршили бисте преузимање, а затим бисте чекали да се инсталација заврши.
Да ли треба избегавати QLC дискове?
Дефинитивно би требало избегавати QLC дискове од 512 GB и мање, јер немају много смисла. Лако ћете их попунити, а кеш меморија ће бити мања када се напуни, што их чини знатно споријим. Уз то, тренутно нису много јефтинији од алтернатива.
Упркос недостацима, QLC флеш не представља велики проблем када се гледају дискови већег капацитета. Модел од 2 TB 660p има најмање 24 GB кеш меморије када је попуњен. То је и даље QLC флеш, али је прихватљив компромис за јефтин ССД од 2 TB, који већину времена ради веома брзо.
Због свог великог капацитета, QLC ССД-ови могу послужити као добра замена за класичне хард дискове, под условом да редовно правите резервне копије, за сваки случај. Оптимални су за податке којима се ретко приступа, а желите да буду брзо доступни када вам затребају. Са SLC кеш меморијом пристојне величине, већина операција писања ће бити релативно брза док не попуните диск.
Међутим, због проблема са поузданошћу, требало би да избегавате коришћење QLC дискова као погон за покретање или за било шта на шта се често пише.
Напредак се и даље бележи и у другим аспектима производње, као што су бољи контролери, јефтинији флеш чипови и друге технологије. QLC флеш неће ускоро постати стандард. За сада је то само једна од опција. Зато, приликом куповине ССД-а обавезно проверите техничке спецификације и обратите пажњу на тип флеш меморије.