SSD | Disktyper | Datalagring | Ibas Ontrack Blogg

En SSD lagrer data på flashminne, ikke på magnetiske plater som de tradisjonelle harddiskene. Den er bygget opp av et hovedkort, flashminne avhengig av størrelsen på disken og en kontroller som overvåker alle prosesser.

SSD-minnet er såkalt non-volatile og kan dermed beholde data selv uten strøm. Vi kan forestille oss at lagrede data på en måte er elektrisk ladet i hver eneste celle i NAND minnebrikkene.

Ulik slitasje på de forskjellige flashminnetypene

Det er velkjent at det er skrivingen til disken som sliter ut minnecellene i SSD-en. Men vil de forskjellige minnetypene slites forskjellig?

3 typer av NAND:

• SLC (Single Level Cell) - 1 bit av data per celle
• MLC (Multi Level Cell) - 2 bits av data per celle
• TLC (Triple Level Cell) or 3-bit MLC - 3 bits av data per celle

Altså, jo flere nivåer en celle har, jo flere bits kan lagres. Og med dette prinsippet kan man fortsette å lage høykapasitetsbrikker og allerede i dag finnes det fler GB-SSD-er til gode priser. Dette gjenspeiles i de siste trendrapportene, TLC minne vil ha en 50 % andel av NAND-brikker ved utgangen av 2015. Produksjonskostnaden vil ligge ca. 15-20 % lavere enn en MCL-brikke.

Problemet er bare at påliteligheten, holdbarheten og ytelsen blir lavere med flere bits i cellene. En TLC krever 4 ganger så lang skrivetid og 2,5 ganger så lang lesetid. Dermed vil flere bits per celle være med på å slite ut NAND minnet raskere.

En celle er laget i en “floating-gate transistor”. Transistoren består av 2 gater, «Control gate” og “Floating gate “, skilt av et oxide-lag. Når en celle brukes eller slettes, slites oxide laget som fanger elektronene i «floating gate». Som en konsekvens av at oxide-laget er svekket kan elektronene lekke ut. Siden NAND cellens status er avhengig av antallet elektroner på «floating gate» vil selv små elektronlekkasjer utgjøre en forskjell på cellestatus. I en SLC celle er status bare tom eller full, og en lekkasje merkes knapt. For en MLC eller TLC celle med 8 forskjellige status, vil dette medføre seriøse problemer.

Les gjerne mer i tek.no: SSD-en din blir tregere hver dag

Hvor lenge vil SSD-en leve?

Dette er nok selve hovedspørsmålet mange stiller seg. Selvsagt helt umulig å svare på, men vi skal gi noen innspill.

Som vi allerede har påpekt vil SSD-produktutviklingen være basert på TLC 3 bits minne. 2-bits MLC vil være en overkill i holdbarhet og ytelse, og SLC karakteristikkene vil være nødvendig i bare et fåtalls applikasjoner og vil trolig forsvinne fra markedet. Det betyr at produsentene har fokusert mer på kostnadsreduksjoner enn på levetid i sin iver på å spre flashminnelagringen på verdensmarkedet

Allikevel ser det ikke ut som at levetiden bekymrer. The TechReport gjennomførte et eksperiment på 6 SSD-er for å finne ut hvordan disken tåler skriveprosessene. 2 av 6 disker holdt over 2 PB av data, mens alle modellene håndterte hundrevis av GB uten problemer. Hvis man da antar 2 TB lagring per år vil man etter dette eksperimentet ha en levetid på 1000 år. Hvis vi skriver mer enn 2 TB/år, vil du fortsatt kunne bruke SSD-en din år etter år.

Helsesjekk på SSD

En SSD har også en MTBF verdi (Mean Time Between Failure). Pålitelighet har verdi 1,5 – 2 millioner timer. Hvis du aktiverer S.M.A.R.T. teknologien kan du bli varslet hvis en eller flere parametere overstiger fastsatte grenser.

Vanligvis vil produsentene sørge for spesialverktøy som kan vise deg den totale mengden data som skrive til disken samtidig som du kan se en helseindikasjon på disken din, ref et eksempel fra Samsung Magician software.

I dette tilfellet har den aktuelle disken skrevet 3 TB med data, status er god og S.M.A.R.T. parameterne er alle OK.

Du finner også verktøy som gjør dypere dykk og kan estimere gjenværende levetid basert på den brukes som allerede har vært på disken. Bruker vi SSDLife av BinarySense ser vi at disken vil leve litt over 9 år.

Sunnhetstips for din SSD

Noen gode forholdsregler for god diskhelse:

• Unngå defragmentering – Det er ingen grunn til at du skal bruke defragmentering for å redusere filfragmenter på en SSD. Dette er funksjoner på vanlige harddisker for å redusere tiden lese-/skrivehodene aksesserer ulike filclustere. På en SSD har alle celler samme aksesstid.
• Ikke fyll opp hele disken – bruk “Over-Provisioning” – det er et godt råd å ikke utnytte hele kapasiteten. Mange produsenter implementerer «Over-Provisioning» i disken for å reservere et område (gjerne 10 %) som buffer for midlertidig lagring mens kontrolleren sletter minneblokker og flytter data slik at alle celler får lik slitasje, ref «wear-leveling algorithms».
• Aktiver TRIM i operativsystemet – de fleste SSD-er har integrert «garbage-collection» (GC-funksjonen). Denne gjør cellene klare til å motta nye data og kommandoen gjør denne funksjonen mer effektiv. Kommandoen gjør disken oppmerksom på at data er slettbare og operativsystemet sender denne kommandoen til disken hver eneste gang du sletter en fil. MERK! TRIM kommandoen reduserer også mulighetene til å rekonstruere slettede data.
• Bruk SSD der det er fornuftig – en av fordelene til SSD er høy lesehastighet. Ulempene er slitasje. Bruk derfor SSD der rask lesetilgang er viktigst.

Til slutt skylder vi igjen å understreke at backup er tingen. Selv om man tilsynelatende har lang levetid på en SSD ser Ibas hver dag eksempler på at SSD feiler like ofte som tradisjonelle harddisker. Dette på grunn av ustabilt spenning, slag, støt, menneskelig feil og en mengde ulike scenarioer. Hvis ulykken er ute står vi klare til å hjelpe deg!