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[Kingston Technology] SDD Entreprise contre SSD Client (2ème partie)

Dans la première partie de cet article, nous avons abordé les différences entre SSD entreprise et SSD client en matière de performance et de fiabilité. Aujourd’hui nous parlerons de leurs différences en matière d’endurance. Nous terminerons par un bref récapitulatif des conclusions de cette étude. Pour commencer :

Endurance

Pour tous les types de mémoires flash NAND des appareils à mémoire flash, la fiabilité des données stockées diminue avec chaque cycle d’écriture ou d’effacement (P / E) d’une cellule de mémoire flash NAND jusqu’à ce que les blocs flash NAND ne puissent plus stocker les données de façon fiable. Lorsque cela arrive, un bloc dégradé ou usé est retiré du bassin de stockage destiné à l’utilisateur et l’adresse logique de bloc (LBA) déplacée vers une nouvelle adresse physique dans la matrice à mémoire flash NAND. Un nouveau bloc de mémoire remplace le mauvais en utilisant le réservoir de blocs de rechange qui fait partie de la mémoire surdimensionnée (OP) du SSD.

Comme la cellule est en permanence programmée ou effacée, le BER augmente également de façon linéaire, et par conséquent, un ensemble complet de techniques de gestion doit être implémenté sur le contrôleur SSD entreprise pour gérer la capacité des cellules, ce qui permet de déterminer fiablement la durée de vie prévue du SSD. [4]

La durée de vie P / E d’une mémoire flash NAND à une autre peut varier de façon importante, en fonction du processus de fabrication lithographique actuel et du type de flash NAND fabriqué.

NAND- Flash Memory TypeTLCMLCSLC
Architecture3 Bits par cellule2 Bits par cellule1 Bit par cellule
CapacitéCapacité la plus élevéeCapacité la plus élevéeCapacité la moins élevée
Durée de vie (P/E)Durée de vie la moins élevéeDurée de vie moyenneDurée de vie la plus élevée
Prix$$$$$$$
Taux d’erreurs de bits NAND approximatif (BER)10^410^710^9

Table 2 – NAND flash memory types [5] [6]

Le SSD entreprise se distingue également du SSD client en matière de cycle de service. Un SSD de classe entreprise doit être en mesure de prendre en charge l’activité élevée en lecture ou en écriture imposée par un serveur de centre de données qui exige l’accès aux données 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7, contrairement à un SSD de classe client, qui n’est en général utilisé que 8 heures par jour. Le SSD entreprise a un cycle de travail de 24×7, tandis que le SSD client a un cycle de travail de 20/80 (20 % du temps actif, 80 % en mode standby ou veille pendant l’utilisation de l’ordinateur).

Comprendre la résistance en écriture des applications ou des lecteurs SSD peut s’avérer très complexe. Ainsi, la Commission du JEDEC a proposé un système de mesure de la durée de vie qui utilise la valeur des terabytes écrits (TBW) pour afficher la quantité de données brutes pouvant être inscrites sur un SSD avant que la mémoire flash NAND du SSD ne commence à stocker de façon non fiable et doive être changée.

Les méthodes d’essai JESD218A et les charges de travail du SSD de classe entreprise JESD219 proposées par le JEDEC simplifie la manière d’interpréter les calculs du cycle de vie des fabricants SSD à l’aide du TBW en extrapolant une mesure de la durée de vie plus compréhensible pouvant être appliquée aux centres de données.

Comme indiqué dans les documents JESD218 et JESD219, des charges de travail différentes dans la classe d’application peuvent également subir un facteur d’amplification en écriture (WAF), qui est d’une magnitude plus grande que les écritures fournies par l’appareil hôte. Ceci peut facilement entraîner une usure incontrôlable du flash NAND au fil du temps, à cause d’une description trop longue, d’un BER plus élevé du flash NAND et d’une performance plus lente due aux pages non valides dispersées dans le SSD.

Tandis que le TBW est un sujet de discussion important entre les SSD de classe entreprise et de classe client, il s’agit simplement d’un modèle de prédiction pour la durée de vie du flash NAND, et le temps moyen de bon fonctionnement (MTBF) est considéré comme le composant du modèle de prédiction de la durée de vie basé sur la fiabilité des composants utilisés dans l’appareil. Les attentes des composants SSD de classe entreprise incluent un travail continu et plus difficile pour gérer les tensions de toutes les mémoires flash NAND au cours de l’espérance de vie du SSD. Tous les SSD de classe entreprise doivent être évalués à au moins un million d’heures MTBF, ce qui équivaut à plus de 114 années ! Kingston reste très prudent lorsqu’il s’agit de donner les spécifications de ses SSD, et il n’est pas rare de voir des spécifications MTBF plus élevées sur les SSD. Il est important de noter que 1 million d’heures est plus qu’un bon point de départ pour un SSD entreprise.

Avec la surveillance et les rapports générés par la fonction S.M.A.R.T. pour les SSD de classe entreprise, l’appareil peut facilement remettre en question son espérance de vie en se basant sur le facteur d’amplification en écriture (WAF) ainsi que sur son état d’usure avant de tomber en panne. Des avertissements préventifs de défaillances tels qu’une panne d’alimentation, des erreurs de bits se produisant sur l’interface physique, ou une usure inégale sont généralement pris en charge également. L’utilitaire Kingston SSD Manager peut être téléchargé sur le site de Kingston et utilisé pour indiquer l’état d’un lecteur.

Pour les SSD de classe client, les services S.M.A.R.T. permettant de surveiller le SSD au cours d’une utilisation normale ou après une panne peuvent être moins développés.

En fonction de la classe d’application et de la capacité du SSD, une capacité de réserve augmentée de la mémoire flash NAND peut également être allouée en tant que capacité de réserve surdimensionnée (OP). La capacité OP est cachée en accès utilisateur et système d’exploitation et peut être utilisée de façon temporaire comme tampon d’écriture pour une performance plus élevée et durable et comme remplacement des cellules de mémoire flash défectueuses sur toute l’espérance de vie du SSD afin d’augmenter la fiabilité et la longévité du lecteur (avec un nombre important de blocs de rechange).

Récapitulatif

Les différences entre les SSD de classe entreprise et de classe client sont importantes, qu’il s’agisse des cycles en écriture et en effacement de leurs mémoires flash NAND ou des techniques de gestion complexes pour accommoder les charges de travail dans les différentes classes d’application.

Comprendre ces différences de classes application peut être un outil efficace en vue de minimiser et gérer les temps d’arrêt gênants dans un environnement d’entreprise exigeant et stratégique, où performance, fiabilité et longévité sont des facteurs clés. Pour obtenir davantage d’informations, veuillez contacter votre représentant Kingston, ou utiliser la rubrique « Demandez à un expert » ou la fonctionnalité Assistance Technique sur Kingston.com.

[4] Commission du JEDEC JESD219: JESD219: Solid State Drive (SSD) Endurance Workloads Commission du JEDEC
[5] The Bleak Future of NAND Flash Memory, Université de Californie
[6] 10. Characterization and Error-Correcting Codes for TLC Flash Memories, Université de Californie
[7] NAND Flash Qualification Guideline, Institute of Technology de Californie.

Copyright du texte : Kingston Technology
Copyright de l’image : UV500 bundle, Kingston Technology

 

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