Новости -

Мы на пороге эпохи твердотельных накопителей


Мы на пороге эпохи твердотельных накопителей

06.12.2006

Не только приложения, но и операционные системы с каждым днем все проще помещать на накопители на основе флэш-памяти, так почему же не перейти на NAND-флэш уже сейчас?


Не только приложения, но и операционные системы с каждым днем все проще помещать на накопители на основе флэш-памяти, так почему же не перейти на NAND-флэш уже сейчас? Этим вопросом задается компания Samsung, говоря, что твердотельные накопители не роскошь, а необходимость.


В течение последних нескольких месяцев мы видели десятки анонсов жестких дисков на основе флэш-памяти. PQI недавно представила флэш-диск объемом 64 ГБ, основанный на микросхемах Samsung NAND. Ряд известных производителей, таких как ASUS, Fujitsu, Samsung и Sandisk, все представили продукты на основе этих технологий. Принимая во внимание, что жесткие диски являются слабым местом в производительности компьютеров многие годы, вполне резонно задаться вопросом, обеспечат ли твердотельные технологии долгожданное улучшение производительности винчестеров.

В девяностых годах прошлого века самым ярым сторонником быстрого увеличения объемов накопителей была компания Майкрософт. Она прямо или косвенно становилась причиной увеличения объемов накопителей вначале для Windows 95, потом для Windows 98 и т.д. Потом к этому процессу подключились разработчики приложений, заставляя пользователей задумываться об увеличении дискового пространства для работы с изображениями, видео и играми. Но сегодня я могу поместить Vista, Outlook, два гигабайта моих рабочих файлов и даже несколько игр в объеме всего около десяти гигабайт. Из остальных 240 ГБ моего винчестера 100 заняты MP3-файлами и несколькими копиями DVD фильмов. Большинство пользователей находятся приблизительно в такой же ситуации. Их и можно считать первыми кандидатами на диски с флэш-памятью.





Большинство бизнес-пользователей используют для работы только часть места на жестком диске. Кроме того, стоит учесть, что важная информация, как правило, сохраняется на сетевых дисках. В этих случаях операционная система и приложения занимают не больше 10 ГБ, что вполне нормально помещается на современных твердотельных накопителях. По данным исследований, средний жесткий диск при работе в течении 8 часов в день:




  • имеет 1% шансов возникновения сбоев в год

  • потребляет 9 Вт

  • из-за низкой производительности заставляет терять от 7 до 15 минут в день.



Тот факт, что мы теряем столько времени только из-за жесткого диска, вернее из-за того, что ему приходится долго искать данные, запрошенные приложением, в принципе, можно терпеть, но ситуация осложняется высоким энергопотреблением, что особенно заметно в мобильных компьютерах. Накопители на основе памяти NAND-флэш потребляют меньше 200 мВт во время операций чтения/записи и вообще ничего не потребляют во время ожидания. На настольных компьютерах это не важно, а в ноутбуках, когда винчестер потребляет около 10% энергии, это даже очень важно. Уменьшение энергопотребления жесткого диска ноутбука даже на 1% добавляет около 12 минут автономной работы.



Говоря о надежности флэш-дисков, специалисты Samsung заявляют что вероятность сбоев здесь близка к нулю, так как диски имеют гарантированное время работы без сбоев от одного до двух миллионов часов. Для обычного винчестера этот показатель находится в пределах от 100 до 200 тысяч часов. Надежность обеспечивается тем, что в твердотельных накопителях совсем нет движущихся частей. Единственная возможность возникновения проблем может быть связана с нарушением паяных соединений или другие физические повреждения.



Еще несколько лет назад флэш-диски гарантировали только тысячу перезаписей, после чего, их уже физически нельзя было использовать. Сегодня одноуровневая ячеистая память (SLC, память, которая сохраняет один бит в ячейке) обеспечивает около 100 тысяч циклов перезаписи. Многоуровневая ячеистая флэш-память, которая сохраняет несколько бит в ячейке, остается более дешевой, но менее надежной, выдерживая до 10 тысяч циклов записи.



Достаточно ли 10 тысяч циклов перезаписи? По уверениям инженеров Samsung, да. Флэш-память этой компании использует технологию распределения информации при записи по многим группам ячеек. Идея такого метода записи заключается в том, чтобы максимально использовать ресурсы каждой ячейки, нагружая все ячейки равномерно. Это позволит максимально продлить время жизни накопителя. Чтобы оценить, достаточно ли такого количества циклов записи, возьмем для примера средний компьютер, на жесткий диск которого записывается около 120 МБ информации в час. NAND-флэш диск объемом 32 ГБ при такой нагрузке полностью запишется первый раз через 267 рабочих часов. Если он будет использовать многоуровневую запись, для полного исчерпания ресурса ячеек и выхода диска из строя понадобится около 150 лет. Диски, использующие одноуровневую ячеистую память, будут работать в десять раз дольше. Естественно, эти предположения описывают идеальную ситуацию, на практике время работы будет меньшим, но даже если твердотельные диски будут работать без сбоев не 150 а 15 лет - это тоже будет очень хорошо.




Как используется место на жестких дисках




Все твердотельные накопители Samsung первого поколения используют технологию одноуровневой записи, и остаются пока очень дорогими. Компания уже объявила о своих планах по выпуску дисков на основе многоуровневой ячеистой памяти. Это должно произойти в будущем году. Аналитики предполагают, что это существенно уменьшит стоимость накопителей. Кроме того, предполагается, что объемы таких дисков в начале 2008 года увеличатся до 128 ГБ.



Твердотельные накопители не заменят обычные магнитные жесткие диски. Тем не менее, флэш-память становится все более популярной и используется в разных областях. Еще пять лет назад только у энтузиастов и меломанов было около 1 ГБ песен на жестких дисках. Сейчас на винчестере даже обычного пользователя можно найти около 100 ГБ музыки, видео и другой информации, не относящейся к работе. Сейчас востребованным становится не столько объем, сколько скорость доступа ко всей этой информации. Поэтому, в 2007 году будет завоевывать популярность промежуточный вид дисков - магнитные жесткие диски с кэшем объемом несколько гигабайт на основе флэш-памяти. Их стоимость пока тоже очень высока, но она должна существенно понизиться уже в будущем году. Такие диски могут помещать в кэш всю операционную систему и часто используемые приложения.



Таким образом, будущий 2007 год станет годом перехода компьютерной индустрии к винчестерам на основе новых технологий. Пока рядовые пользователи не ощущают необходимости в переходе на твердотельные накопители, но энтузиасты могут использовать их уже сейчас, так как первые поколения как флэш-дисков так и магнитных дисков с флэш-кэшем уже представлены производителями.




Получайте новости с raidshop на почту


Или подпишитесь на наши новости
или