Особенности современных SSD: контроллеры и прошивки
27.03.2014 00:05
—
Новости Hi-Tech
Твердотельные накопители стали широко доступны потребителям совсем недавно, но уже завоевали свое место под Солнцем. И именно их стремительным развитием обусловлены некоторые особенности SSD. К примеру, жесткими дисками мы пользуемся уже несколько десятилетий, технологии их производства отточены до совершенства, достигнута определенная оптимизация во взаимодействии с операционными системами, а на случай возникновения внештатных ситуаций продуманы варианты решений. Например, если винчестер сломается или вы случайно удалите важный файл, то восстановить его не составит труда. С SSD все намного сложнее. Производители обещают колоссальные скорости работы и заманивают многолетней гарантией, однако реалии не столь радужные, т.к. большинство SSD страдает эффектом деградации, когда при заполнении скорость случайного доступа может снизиться в разы (!), а выходы из строя, как оказывается, является не такими уж редкими. Более того, многие моменты, например, особенности взаимодействия с операционной системой или тот же ресурс, оказываются совершенно неизученными. По большому счету выводы можно делать исходя лишь из эмпирических изысканий, т.е., проще говоря, очень неточно. Естественно, наряду с минусами есть и неоспоримые преимущества. В общих чертах SSD абсолютно не греются, не шумят, не имеют подвижных механических частей, а скорость выполнения определенных операций может быть в 10-20 раз выше по сравнению с винчестерами. В то же время конструкция SSD довольно проста: любой такой накопитель состоит из контроллера и чипов памяти. И именно о контроллерах мы поговорим сегодня.
С точки зрения конструкции сделать SSD намного проще, чем классический HDD: это под силу практически любой компании
Начать хочется с того, что SSD сегодня делают многие компании. Почему? Все просто. Если для производства винчестеров необходимо иметь огромные заводы и обкатанные технологи, то с твердотельными накопителями ситуация намного проще. Достаточно купить микросхемы памяти, разработать свой или приобрести по лицензионным соглашениям контроллер, распаять все это на плате – и готово. Осталось наклеить свои логотипы. И именно поэтому все контроллеры можно разделить на два класса: собственной разработки и лицензионные, т.е. OEM. Однако собрать SSD все же не так просто, как сложить конструктор Lego. Требуются определенные наработки и финансовые вложения, и именно это объясняет тот факт, что брендовые накопители, как правило, намного лучше изделий малоизвестных компаний.
На OEM-рынке сегодня господствуют две компании – SandForce и Marvell. Причем особый успех получили именно контроллеры SandForce, т.к. производитель предоставляет, фактически, готовое решение, которое можно даже не дорабатывать. То есть функции отдельного взятого R&D-отдела вообще могут быть сведены лишь к прорисовке платы и дизайну корпуса. И действительно, если отфильтровать все твердотельные накопители по тегу SF-2281, то их окажется чуть ли не половина. Надо отдать должное SandForce SF-2281, т.к. в случае использования быстрой синхронной памяти мы реально получаем очень хорошее быстродействие. Однако есть у решения и слабые стороны: очень часто накопители на базе SandForce по независящим от прошивки причинам могут посредственно отрабатывать фоновую сборку мусора и даже TRIM.
SandForce SF-2281 – любимый контроллер многих производителей, которые даже могут не писать для него свою прошивку
Контроллеры Marvell не получили широкого распространения по одной простой причине: от компании, желающей выпускать SSD под своей маркой, требуется больше усилий и вложений — как минимум для создания подходящей прошивки. Однако в ряде случаев результат получается действительно хорошим. К примеру, можно рассмотреть реализацию SSD Plextor M5 Pro на флагманском контроллере Marvell 88SS9187. Устройство получилось не просто быстрым, но умеющим сохранять свою скорость даже при заполнении всего объема за счет фоновой сборки мусора, не говоря уже про безукоризненную отработку TRIM. Фактически получается так, что если вы видите твердотельный накопитель на контроллере Marvell, то это недвусмысленно намекает на потенциал компании, сделавшей этот SSD.
Контроллеры Indilinx активно применяются компанией OCZ (ныне купленной Toshiba). Несмотря на тот факт, что производитель является одним из ведущих игроков на рынке, долгое время своих разработок у него не было. А сами чипы Indilinx первоначально были лишь слегка доработанными копиями Marvell. К примеру, знаковый Indilinx Everest 2, используемый в OCZ Vertex 4, аппаратно полностью повторял Marvell 88SS9187. Кстати, здесь же всплыли и “фирменные” особенности с прошивками. Первые Vertex 4 можно было считать весьма сырыми и неоднозначными. А этапы развития целесообразно разбить так: прошивка до версии 1.4, версия 1.4, версия 1.5. Даже если опустить множество нюансов, которые обычный пользователь не заметит, то чего только стоит тот факт, что заявленная скорость записи “старых” накопителей объемом 128 GB составляет 200 MB/s, а новых с прошивкой 1.5 – 430 MB/s.
Indilinx Barefoot 3 оказался достаточно интересным контроллером, но после Indilinx Everest 2 ждать чего-то провального было бы наивно
Однако новый чип Indilinx Barefoot 3 был полностью создан силами OCZ. И здесь можно отметить хорошо организованную фоновую сборку мусора, когда накопитель собственными силами может восстанавливать начальную производительность даже без подачи команды TRIM.
Samsung изначально имела очень серьезные позиции в области выпуска контроллеров для собственных SSD, т.к. она сама по себе является флагманом полупроводникового рынка. И надо сказать, это не просто громкие слова. На сегодняшний день накопители, построенные на контроллерах MDX и MEX, обеспечивают практические самое высокое быстродействие. При этом есть и дополнительные плюсы, например, аппаратная поддержка шифрования AES-256, которую можно включить в современных операционных системах. Надо отметить, что чипы не обеспечивают агрессивной фоновой сборки мусора, из-за чего ощутимо проседает скорость, но команду TRIM отрабатывают хорошо. Кстати, последние SSD этой компании выглядят нестандартно в плане используемой памяти. К примеру, в Samsung 840 EVO распаяны чипы TLC с ресурсом 1000 циклов, но об этом мы расскажем во второй части нашего материала.
Intel сегодня ничем особо не радует
Intel занимает очень странную позиции на рынке SSD. После впечатляющих успехов во время зарождения массовых продаж этих устройств, компания стала вести себя слишком пассивно, не особо стараясь соответствовать «твердотельному законодателю мод». К примеру, производитель по абсолютно непонятным причинам экспериментирует со сторонними контроллерами Marvell и SandForce, а популярные модели Intel 520 и Intel 530 оказались построены на супер узнаваемом SF-2281. Бытует мнение, что здесь используется некая совершенно особая прошивка, но все равно это не объясняет тот факт, почему гигант, выпускающий передовые процессоры, совершенно не хочет сделать уникальный чип для SSD. Последний Intel DC S3500 на Intel PC29AS21CA0 – тому подтверждение: средняя производительность и откровенно слабая фоновая сборка мусора.
Порой хорошие новости приходят оттуда, откуда их совсем не ждешь
Малоизвестными являются контроллеры LAMD компании Link A Media Devices, поглощенной Hynix четыре года назад. Однако LAMD LM87800 “выстрелил” достаточно эффектно, т.к. сразу несколько накопителей на его основе оказались в топе. Речь идет о Corsair Neutron GTX и Seagate 600/600 Pro. Микросхемы получились неожиданно хорошими при отработке глубоких очередей даже в условиях использования средней памяти. Иными словами, имеется ощутимый серверный задел. Ну а на домашних системах отлично сказывается неплохая фоновая сборка мусора.
Выбор хорошего SSD оказывается куда более сложной задачей, чем это кажется на первый взгляд. К примеру, раскрученный SandForce SF-2281 хорош только при использовании «правильной» прошивки. Marvell 88SS9187 дает отличный результат, но требует дополнительных средств на подготовку SSD к выпуску. Samsung развивается очень динамично, а Intel, наоборот, пассивно. В то же время малоизвестный LAMD LM87800 оказывается неожиданно технологичным…
Однако в последнее время рынок все больше смещается в иную плоскость – снижения цены. А здесь определяющую роль играет память, и именно ей будет посвящена наша следующая статья о твердотельных накопителях.
Содержание статьи: