Átfogó elemzés az SSD-k természetéről

Bevezetés, SSD-alapok

Az még korántsem állítható, hogy kitört volna az "SSD-láz", de idén február-március környékén már nagyon úgy tűnt, hogy megmozdul valami. Sajnos a forint gyengülése nyomán bekövetkezett áremelkedés szinte azonnal lehűtötte a kedélyeket, pedig bizony már van miről beszélni. Azóta mi is másként tekintünk erre a témára, és bár talán túlzó ezt így kijelenteni, de azt kell, hogy mondjuk, az SSD napjaink egyik legfontosabb, ha nem a legfontosabb PC-s fejlesztési lehetősége. Az igazat megvallva mi ezt egy kicsit későn ismertük fel, ezért utólag is az olvasók elnézését kell kérnünk. Ez így nagyon komolyan hangzik, de pontosan miről is van szó? A PC-s felhasználóknak szánt SSD-k bemutatkozása után jópár tesztet készítettünk a témában, amelyek akkor és ott jónak tűntek, de ezek mai látásmódunk alapján, mai fejjel ha nem is vállalhatatlanok, de mindenképpen hiányosak és néhány esetben félrevezetőek lehetnek. Az SSD-k bemutatásának és tesztelésének nincs túl sok értelme "merevlemezes szemmel" (ahogy mi is tettük) ugyanis ebben a témában egy másfajta megközelítésre, vagyis szemléletváltásra van szükség. De hogy pontosan mire is gondolunk, arról kicsit később.

Az emberek többsége úgy tekint az SSD-re, mint egy szimpla háttértárolóra, amit berakunk a számítógépbe, aztán megy minden, mint a karikacsapás. A valóság azonban korántsem ilyen egyszerű. Egy merevlemez esetén három tulajdonságról érdemes szólni: a fordulatszám, a tányérok száma/mérete és a cache mérete. Általánosságban minél magasabb a fordulatszám, a tányérok mérete és a gyorsítótár, annál gyorsabb a merevlemez. Az SSD-kkel kapcsolatban azonban érdemes szót ejteni a vezérlőkről, a TRIM-ről vagy az azt helyettesítő algoritmusról, illetve a wear levelingről, a szabad kapacitásról, az operációs rendszer beállításáról és a későbbi használatról is. A fórumokat olvasgatva észrevettük, hogy a többség ezekkel a problémákkal nincs tisztában, és a fórumozók még az a kisebbség, aki fogékony és érdeklődik a különböző témakörök iránt, tehát a passzív többség valószínűleg még ennyire sincs képben. Ha van is némi fogalmuk, akkor is állandó jelleggel felmerül a mit, miért és hogyan kérdés, ezért úgy döntöttünk, hogy készítünk egy laza, kérdezz-felelek stílusú, könnyebben érthető, hétköznapi nyelven íródott összefoglalót a témáról, ami remélhetőleg megválaszol majd minden kérdést. Lesznek már korábban megfogalmazott, de most a könnyebb érthetőség kedvéért újra leírt kérdéskörök is.

Mi is az az SSD?

Egy olyan háttértároló, ami a merevlemezekkel ellentétben memória alapú. A merevlemezekben mágnesezhető réteggel bevont lemezek találhatók, ezeket író-olvasó fejek írják és olvassák, így lényegében mechanikus szerkezetűek. A fejek mozgatását halljuk, amikor a winchester ír/olvas. Az SSD-knek két fő részegysége van, ezek a (memória)vezérlő és a NAND chipek. A NAND chipekre tekinthetünk úgy is, mint sima memóriachipekre, ilyeneket találunk pl. a pendrive-okban is. Az SSD-ben nincs mozgó alkatrész, ezért hangtalan.

Milyen típusú SSD-k léteznek? Mit kérjek a boltban?

Erre az lenne a felületes válasz, hogy kétféle: SLC (single-level cell) és MLC (multi-level cell), azonban az SSD-ket a vezérlő típusa alapján is kategorizálhatjuk. A merevlemezeket általában a tányérok forgási sebessége alapján különböztetjük meg: "kérek egy 7200 rpm-es WD/Hitachi/Seagate/stb. winchestert". Az SSD-ben nincs tányér, nincs forgási sebessége, ezért egy ilyen kérdésnek nem lenne értelme. De annak sincs sok értelme (átlag PC-s szemszögből), hogy SLC-s vagy MLC-s SSD-t kérjünk az eladótól, ugyanis ezeken a kategóriákon belül is számtalan választási lehetőségünk van, ami a vezérlő típusától függ.

Mi az SLC és az MLC?

Az SSD-kben található memóriachipek SLC- vagy MLC-alapúak lehetnek. Egy kézzelfogható memóriachip (gondoljunk egy pendrive belsejében lévő chipre, eredeti nevén NAND-flashre) részegységekre bontható le. A legnagyobb részegység a "plane", ami az esetek többségében 512 MB adatot tárol. Egy plane általában 1024 blokkból épül fel, melyek egyenként 512 kB méretűek (tehát 1024 x 512 kB = 524288 kB). Egy blokk általában 128 darab 4 kB-os page-re (lapra) osztható fel (128 x 4 kB = 512 kB), a page-ek pedig cellákat tartalmaznak, melyek 1-3 bit tárolására képesek. Az SSD-kben az SLC (single-level cell) cellánként egyet, az MLC (multi-level cell) jelenleg az esetek túlnyomó többségében cellánként kettőt tárol.

Miért jó/rossz az SLC és az MLC NAND?

Az SLC adott területen kevesebb adatot, egészen pontosan cellánként 1 bitet képes eltárolni, ennek következtében gyorsabb, mert a cella értéke gyorsabban megállapítható, ráadásul hosszabb az élettartama, mint az MLC-é. Mindezen okokból kifolyólag drágábban adják, mint az MLC-t. Az MLC az olcsóbb típus, a hétköznapi felhasználóknak szánt változat, amit a gyártók úgy értek el, hogy az MLC-alapú chip kisebb területen több adatot képes tárolni (1 cella = 2 bit), ebből kifolyólag lassabb, és hamarabb megy tönkre.

Na várjunk csak! Miért lassabb és miért tart rövidebb ideig az MLC?

Igencsak leegyszerűsítve a választ azért lassabb, mert időigényesebb kiolvasni vagy újraprogramozni a pontos értékeket (1 helyett 2 bit). Élettartama pedig azért rövidebb, mert mint említettük, cellánként 2 bitet tárol. Íráskor a cellák fáradnak, a flash-memória már csak ilyen. Ha egy cella 2 bitnyi adatot tárol, akkor az írási műveletek is gyakoribbak az adott cellán. Ennek köszönhető, hogy az SLC-alapú SSD-k esetében 100 000, az MLC-alapú SSD-k esetében pedig 10 000 írási ciklus élettartamot adnak meg a gyártók. Ezek megközelítő értékek, tehát valójában csak az arányokat hivatottak szemléltetni.

Miként is kell ezt elképzelni egy hétköznapi példával szemléltetve?

Az azért remélhetőleg már nem újdonság, hogy az adatokat kettes számrendszerben tároljuk (0 vagy 1). Az SLC cella 1 bit tárolására képes, tehát az értéke 0 vagy 1 lehet, míg egy MLC-cella 2 bitet tárol, így értéke 00, 01, 10 és 11 között váltakozhat. Gondoljunk egy pohár vízre. Az SLC esetében vagy teli van a pohár, vagy üres. Az MLC esetében ezen felül lehet harmadig és kétharmadig is. Utóbbi esetben nehezebb megállapítani a víz mennyiségét, tehát emiatt lassabb az MLC.

Visszatérve a korábbiakra, a vezérlő típusa is fontos. Erről mit érdemes tudni?

Az SSD-ben található vezérlő - amit nevezhetnénk akár memóriavezérlőnek is, hiszen memóriát vezérel - ugyanolyan fontos paraméter, ha nem fontosabb az SSD sebességére és élettartamára nézve, mint az, hogy milyen típusú NAND memóriára épül az SSD. Elég csak az alaplapokon, illetve újabban a processzorokban található lapkakészletekre gondolni, nagyon sok múlik azon, hogy ezek miként kezelik a rendszermemóriát. Ugyanez a helyzet az SSD vezérlőjével is. Ez a vezérlő vezérli az adatok olvasását és írását, és vannak jobban és kevésbé jól sikerült vezérlők. Ezenkívül az élettartam vonatkozásában is sok múlik a rajta, és ezzel el is érkeztünk a wear levelinghez.

Az SDD kapacitása és lassulása

Akkor ettől lassul az SSD, és a cellák is használódnak?

Pontosan. Az ilyen szélsőséges eseteknek két komoly hátulütője van, egyrészt az "overhead", az adatok háttérben való folyamatos mozgatása lassít(hat)ja magának az SSD-nek a működését, másrészt a cellák védelméért munkálkodó wear leveling egyúttal tulajdonképpen csökkenti a cellák élettartamát, de erről nem tehet, egyszerűen így működik az algoritmus.

Tehát igaz az, hogy az SSD-k idővel hajlamosak lelassulni új állapotukhoz képest és ez áll a háttérben? Mit tehetünk?

Igen, ez az egyik ok. Egyetlen dolgot tehetünk: minél több helyet hagyunk szabadon az SSD-n. A fejlesztők kiszámolták, hogy az SSD felhasználható területének 20-25%-át (tehát egy 100 GB-os SSD-t feltételezve kb. 20-25 GB-ot) szabadon hagyva jelentősen kitolhatjuk az SSD élettartamát. Mi ezt inkább úgy mondanánk, hogy ha ennél több adatot tárolunk rajta, akkor jelentősen megrövidítjük az élettartamát... Persze az előbbi jobban hangzik, ami a gyártók szempontjából fontos. A szabad terület megnövelésének kettős hatása van. Egyrészt arányaiban nézve kevesebb az elmozgatnivaló adat, másrészt több szabad terület áll a wear leveling rendelkezésére, tehát a cellák elhasználódásának a kiegyenlítésére ritkábban kerül sor. Minél több adatot tárolunk, annál gyakrabban lesz szükség a cellákon található adatok újrarendezésére.

Ezek a cégek ott vernek át minket, ahol akarnak... Nem tettek semmit annak érdekében, hogy megelőzzék ezt?

A cégek két dolgot tehetnek. Az egyik megoldás valójában nem a gyártók érdeme, ez inkább más okokra vezethető vissza. Mint tudjuk, a merevlemezek gyártói 1024 helyett 1000-es szorzót használnak a winchesterek méretének megállapításánál, tehát pl. egy 1 TB-os merevlemez 1024 x 1024 x 1024 x 1024 byte helyett 1000 x 1000 x 1000 x 1000 byte-ot képes tárolni, ebből következően egy 1 TB-os merevlemez valójában a formázás után csak ~930 GB-osnak mutatkozik az operációs rendszer felé.

Az 1024-es értékkel való számolás csak a memóriáknál maradt meg, ez pedig az SSD-kre is kihatással van, hiszen az SSD is memóriákra épül. Egy 40 GB-os SSD valóban 40 GiB-nyi (40 x 1024 x 1024 x 1024 byte) NAND flash területtel rendelkezik, de ebből csak 37,2 GiB-ot (ami 40 GB) lát az operációs rendszer. Az SSD kis tokjában megtaláljuk az 5 darab 8 GiB-os NAND chipet, tehát nem veszett el semmi, csak éppen mi, illetve maga az operációs rendszer nem férhet hozzá ahhoz a maradék 3 GB-hoz. Ezt a területet "spare area"-nak, vagyis tartalékterületnek nevezik, és az SSD vezérlője takarékoskodik vele, az előzőleg részletezett okok fényében már érthető is, hogy miért. Általánosságban igaz, hogy minél nagyobb méretűnek adják el az SSD-t, annál nagyobb ez a tartalékterület, de százalékban mérve 10% körül/alatt marad. Egy itthon kapható 64 GB-os SSD-n 59 GB az általunk felhasználható terület, a maradék 5 GB a tartalékterület, és így tovább. A tartalékterület a wear levelingen kívül az elhasználódott cellák cseréjére is jó. Ez nem egy fizikailag elkülönített terület, egyszerűen a vezérlő így működik.

A másik megoldás az, ha maga a gyártó korlátozza az SSD-n felhasználható terület méretét, ezzel egyrészt meghosszabbítja az SSD életét, másrészt kitolja a teljesítmény degradálódásának időpontját. A tartalékterület mérete egyes újabb SSD-ken elérheti akár az összes NAND-flash közel 30%-át is, ami azt jelenti, hogy egy 64 GiB-nyi NAND-ot tartalmazó SSD-t 50 GB-osként árulnak, miközben formázás után már csak 46,6 GB adatot tárolhatunk rajta. A felhasználó az árlistában egy 50 GB-os SSD-t lát, tehát ezzel ilyenformán nincs baj, csak éppen ezeket az SSD-ket még a többieknél is drágábban adják éppen emiatt, mert több NAND-ot tartalmaznak, mint amit ráírnak a dobozra.

Mindebből az következik, hogy az SSD-k botrányosan magas ár/kapacitás aránya még annál is rosszabb, mint azt hittük?

Ez így igaz, de később még erre is kitérünk, mert szerintünk rossz felfogás uralkodik ezen a téren.

Az SSD belassulásának milyen más okai vannak még?

Egészen pontosan egy van, és az is csak az írást érinti, ráadásul ki is küszöbölhető, ennek megértéséhez azonban némi háttérismeretre van szükség. Amikor letörlünk egy fájlt a merevlemezről, az valójában nem törlődik a winchesterről. Annyi történik, hogy az operációs rendszer azt a "területet" (szektorokat) megjelöli felülírhatóként. Az adatok ott maradnak a HDD-n, de bármikor felülírhatóak. Egy merevlemeznek nem okoz gondot egy adat felülírása, semmiféle hátránya nem származik ebből, azonban az SSD-k működése más. Az SSD csak üres lap(ok)ra (4 kB-os egységek) írhatja fel az új adatokat, az érvénytelen adatokat tartalmazó lapok pedig ottmaradnak a helyükön, amíg szükség nem lesz a szabad területre. Ráadásul létezik mégegy korlátozás, ami további problémát jelent: az SSD csak egy komplett blokk (512 kB, azaz 128 darab 4 kB-os lap) törlésére vagy felülírására képes.

Ez nem hangzik túl jól... Pontosan mi is történik?

Egy új SSD-vel még semmi gond nincs. Rámásolunk egy 4 kB-os fájlt az SSD-re, a vezérlő ezt simán beírja egy üres blokkba vagy egy nem teljesen üres blokkba egy üres lapra, és meg is volnánk. A probléma akkor kezdődik, amikor az új, felírandó adatokat előzőleg törölt lapokat tartalmazó blokkokba kell bemásolnia. Ebben az esetben már nincs lehetőség a szimpla írásra, újraírásra van szükség. Ebben a helyzetben az SSD-nek először ki kell olvasnia a blokk (128 x 4 kB) tartalmát (1-es pont). Ezt betölti a gyorsítótárba (2-es pont), a gyorsítótáron belül kitörlődnek a nem kellő lapok (3-as pont), az új adatok beíródnak a blokkba (4-es pont), majd a cache tartalma felíródik a NAND memóriára (5-ös pont).

A lényeg tehát: 4 kB-nyi adat írásához az SSD-nek egy beolvasás/módosítás/kiírás ciklust kell végrehajtania, ráadásul az eredeti adatmennyiség (4 kB) sokszorosával, egészen pontosan 512 kB-ot olvas be, aztán 512 kB-ot ír ki. Mondanunk sem kell, ez jelentősen le tudja lassítani az írási műveleteket, hiszen az eredeti adatmennyiség sokszorosának írására van szükség, és akkor még ott van a wear leveling is, ami tovább súlyosbítja a problémát.

Sokszor 4 kB írásával ez egy valóságos rémálommá válik, igaz? Mit tehetünk ellene?

Sokszor 4 kB írása rendkívül leterheli az SSD-t, amennyiben nem használjuk a TRIM-utasítást. A TRIM szócskáról valószínűleg már majdnem minden SSD iránt érdeklődő hallott. A TRIM elvileg egy konkrét SATA utasítás, ami jelzi a vezérlő felé, hogy az adott adat valóban törölhető. Ha az SSD vezérlője tudja, hogy az adat törölhető, akkor felszabadíthatja a TRIM nélkül csak felülírhatóként megjelölt területeket, ennek következtében pedig az új SSD sebességével folytatódhat az írás. Hiszen mi is történik? Letöröljük egy 4 kB-os lap tartalmát. TRIM nélkül az előzőekben taglalt módon ez valójában nem törlődik, csak felülírhatóvá válik. Ellenben ha az operációs rendszer elküldi a TRIM-parancsot az SSD vezérlőjének, akkor az SSD azonnal tudni fogja, hogy erre az adatra már nincs szükség, és azonnal törlődik a lap tartalma (valós időben), így később, amikor egy 4 kB-os adat írására kerül sor, már nem kell az egész blokk tartalmát beolvasni, a cache-ben módosítani, majd visszaírni, hanem szimplán egy lap beírására korlátozódik a műveletek "sora".

SSD kontra merevlemez

És mi a helyzet az SSD-k árával?

Ez a másik érdekes téma, ami körül komoly viták szoktak kialakulni. Az SSD-t ellenzők tábora az árakat szokta felhozni fő ellenérvként. Egy 1 TB-os merevlemez kb. 20 000 forint, tehát a GB-onkénti ára 20 forint. Ezzel szemben egy SSD GB-onkénti ára valahol 500 és 1000 forint között van, így valóban elég komoly a különbség. Sokan azt mondják, hogy egy SSD árából könnyedén összehozható egy brutális RAID 0 tömb, ami sokkal olcsóbb, jóval több adatot tárol, és szerintük még gyorsabb is.

Az a helyzet, hogy az utolsó érv kivételével mindez igaz, csakhogy nem vesznek számításba néhány dolgot. Az SSD hangtalan, fizikailag jóval strapabíróbb, mint a HDD, kicsi a súlya, ami a notebookfelhasználók körében fontos szempont lehet, és akkor még ott van az igen alacsony fogyasztás és a melegedés is; nem beszélve arról, hogy notebook, de még PC esetében sem evidens a RAID használata. A teljesítménnyel kapcsolatban viszont komoly tévhitben élnek. Ha egy merevlemezről esik szó, a felhasználók többsége azonnal a szekvenciális olvasási/írási értéket figyeli, holott egy asztali PC-ben ez az utolsó lényeges szempont, hacsak nem videóvágással foglalkozunk vagy állandóan filmeket/ISO-fájlokat vagy valami hasonlót másolgatunk ide-oda. Az most mellékes, hogy az SSD-k ezen a téren is gyorsabbak, mint a HDD-k, hiszen a leggyorsabb HDD-k jó ha 130-140 MB/s-mal másolnak (a tányérok külső peremén), erre pedig egy első generációs gyengébb SSD is képes, a kicsit is újabbak pedig már 250 MB/s körül olvasnak, és 80-200 MB/s között írnak típustól függően (tehát egy RAID 0 tömb sebességét hozzák). Ennél azonban fontosabb a véletlenszerű olvasási, illetve írási értékek halmaza. Vessünk egy pillantást a következő grafikonokra!

Egy ma kapható processzor 1-2 ns alatt fér hozzá az L1 cache-ben található adatokhoz, 2-4 ns alatt fér hozzá az L2 gyorsítótár adataihoz, 4-10 ns alatt a harmadszintűhöz, 50-100 ns alatt a memóriához és 10-15 ms, azaz 10-15 000 000 ns alatt a merevlemezhez. A merevlemezt leginkább úgy jellemezhetnénk mint egy a XX. századból (1950-es évek) ránk maradt mechanikus őskövületet (a DVD/Blu-ray meghajtókkal egyetemben). Amíg a merevlemez keresgéli a CPU számára szükséges adatot, addig a processzor és a memória üresben áll. Végső soron nincs vele túl nagy gond, olcsó, sok adat tárolására képes, jól bírja korunk megpróbáltatásait, de komolyan eljárt felette az idő. Az összehasonlítás kedvéért jegyezzük meg, hogy az SSD elérési ideje 0,05-0,1 ms körüli, azaz 100 000 ns. Még ez is igencsak messzi van az ideálistól, de már csak az egy százada a merevlemezének, így kevésbé fogja vissza a rendszert.

Fantasztikus! De mi haszna származik ebből a felhasználónak?

Igen szimplán fogalmazva sokkal pörgősebbé válik tőle a gép, reakcióideje jelentősen lecsökken. Az operációs rendszer, illetve a különböző felhasználói programok betöltésének sebessége alapvetően a kis fájlok elérésén áll vagy bukik. Az alkalmazások betöltésére nem az óriási, többszáz MB-os vagy több GB-os fájlokkal való munka a jellemző, hanem a sok, néhány kB-tól néhányszáz kB-ig terjedő adatcsomagok mozgatása, és ez az a terület, ahol az SSD villant. Érdemes megemlíteni azt is, hogy az SSD-k sebessége az egész "felületükön" egyenletes, míg egy HDD sebessége a tányéron befelé haladva lassul, általában a külső peremen mért feléig esik le. Az SSD-re egy HDD-vel való összehasonlításban gyakorlatilag nem kell várni semmire. Merevlemezen egy program hideg indítása igen hosszú ideig tarthat, ráadásul mindeközben nem tudunk mást csinálni, mondhatnánk úgy is, hogy malmozik a gép. Az SSD-n ilyen jelenséget igen ritkán tapasztalni. Véleményünk szerint egy SSD-vel szerelt gép a valódi, XXI. századi számítógép. És éppen ebből következik az SSD magas ára is, pontosabban ezzel magyarázhatjuk, ha úgy tetszik, nyugtathatjuk magunkat, miután már megvettük az SSD-t.

Az emberek akkor követik el a hibát, amikor az SSD-t a merevlemezekkel hasonlítják össze csak azért, mert adatokat tárolunk rajta, holott az SSD egy teljesen más műfaj. Az SSD egy olyan gépfejlesztési lehetőség, amit nem válthatunk ki sem egy jobb processzorral (csak részben), sem több memóriával, sem egy erősebb videokártyával; egy merevlemezzel meg aztán végképp nem. Az SSD jelenlegi formájában egy konfiguráció "felturbózására" való, és bár adatok tárolására vesszük, alapvetően a sebessége miatt jelent áttörést. Az igazsághoz hozzátartozik, hogy erre a magyarázkodásra a magas árak miatt van szükség, mert ha 1 TB-os SSD-t lehetne kapni a mai 100 GB-osak áráért, akkor még akár adattárolásra is ajánlható lenne, de a mai formájában, magas áron nem ez a helyzet. Az SSD egy asztali PC-ben jó szolgálatot tehet boot-lemezként, miközben betársítunk mellé egy gyors/halk/nagyméretű merevlemezt, amin a filmeket/zenéket/játékok zömét tároljuk. Egy notebookban ritkán van lehetőségünk két háttértár használatára, ezért ez a fajta felhasználás már kevésbé reális, de az USB 3.0 megjelenésével talán mégsem olyan reménytelen a helyzet. Egy szerverben meg aztán az SSD egyenesen csodákat művelhet.

SSD-vásárlási szempontok

Egy-egy SSD leírását böngészve némelyik nem is tűnik olyan gyorsnak, pl. az Intel X25-M 70 MB/s-os írási sebessége nem túlságosan meggyőző, nem beszélve az Intel X25-V 35 MB/s-os értékéről, nevetségesen kevésnek tűnik...

Valóban kevés, de tegyük fel a kérdést magunknak, hogy egy operációs rendszer alá berakott háttértár esetében melyik a fontosabb? Az, hogy a filmeket/ISO-fájlokat/játékokat és hasonlókat milyen gyorsan képes átmásolni/átmozgatni, vagy az, hogy a Windows működése közben a milliónyi kis plugin, modul, driver, mindenféle kiegészítő, regisztrációs bejegyzés és hasonlók betöltése mennyire gyors? Előbbiben versenyképes a merevlemez, utóbbiban viszont rettentően lemarad.

Ha operációs rendszer alá szeretnénk SSD-t venni, akkor egy adott SSD típus specifikációit szemlélve a szekvenciális olvasási/írási értékek (pl. 250/180 MB/s) gyakorlatilag irrelevánsak; a 4 kB-os fájlokkal való munka tempóját kell keresni a leírásban. Ezt általában IOPS azaz I/O műveletek (írás/olvasás) per másodperc értékkel szokták meghatározni, ez az igazán fontos, minél magasabb az értéke, annál jobb.

Akkor ezek után: milyen SSD-t vegyünk? Mire figyeljünk? Melyik manapság a "best buy"? Melyiktől óvakodjunk? Melyik a jövő?

A videokártyák és processzorok világában néha feltűnik egy-egy "best buy" termék, de az SSD-kkel nem ez a helyzet. Ahogy az lenni szokott, minden attól függ, mik az igényeink. Szerintünk három dologra érdemes odafigyelni azon felül, hogy mégis mekkora méretű SSD-re pályázunk. A méret is érdekes kérdés, mert ha csak az operációs rendszert és gyakran használt alkalmazásokat szeretnénk tárolni az SSD-nken, akkor sok esetben elég a 30-40 GB-os méret. Ha több és nagyobb program, esetleg 1-2 játék tárolása a célunk, akkor már a 60-80 GB-osak között kell nézelődni, míg olyan munkára, aminél számít a sebesség, a 128 GB-osak kerülnek reflektorfénybe. A 256 GB-os SSD-k jelenleg egyáltalán nem érik meg az árukat (véleményünk szerint a 128 GB-osak sem), de nyilván van ezekre is kereslet a videószerkesztéssel/vágással foglalkozó felhasználók között.

Tehát a három tényező, ami SSD-vásárlás esetén érdekes lehet, az az SSD-ben található vezérlő típusa, a TRIM-támogatás megléte/hiánya, és – ezt talán sokan nem is gondolnák – a megbízhatóság.

A vezérlők terén a következő a helyzet: a 2008-tól napjainkig megjelent SSD-ket szerintünk három csoportra, vagy mondhatnánk úgy is, hogy generációra oszthatjuk fel. Az első generációs SSD-k a Samsung anno igen drága, mára jelentősen leárazódott, SLC alapú SSD-i és a JMicron JMB602-es vezérlője, illetve annak leszármazottai köré épülnek. Talán ide sorolhatnánk még az Intel X25-M első verzióját is. Mit érdemes tudni ezekről? Először is, már jórészt kihaltak, csak elvétve találkozhatunk velük a piacon.

A Samsung SLC alapú SSD-je a maga idejében jól teljesített, de a TRIM-támogatás hiánya, a magas ár és a manapság kapható típusokhoz mért lassúsága miatt nem igazán érdemes rá pénzt szánni, csak esetleg ha nagyon olcsó. Az, hogy SLC-alapú, ne tévesszen meg senkit, emiatt (mint feljebb az élettartamra vonatkozó számolásoknál látható volt) nem éri meg a felárat.

Az Intel X25-M volt "AZ" SSD, amíg ki nem jöttek az újabbak és jobbak. Az X25-M rendkívül magas véletlenszerű adatelérési sebességével máig a topban tanyázik, de az első generációs X25-M-ből is hiányzik a TRIM támogatása, ráadásul szekvenciális írási teljesítménye mostanra már lassúcskának számít (80-100 MB/s).

Ha az X25-M "AZ" SSD, akkor a JMicron JMF602 és leszármazottai (első, második, harmadik teszt) köré épülő típusok az "ANTI" SSD-k. A JMicron által piacra dobott vezérlő olvasási teljesítményével nincs gond, de írási sebessége mai szemmel nézve botrányos, gyengébben teljesít, mint a merevlemezek, nem egy mérésünk szerint egyes esetekben 2-3 mp-nyi időre van szüksége egy kis fájl felírásához. Képzeljük el, hogy megnyitunk egy weboldalt, pl. a prohardver.hu-t. Az oldalról elkezd letöltődni egy rakás kis fájl (html, kép, script) és a gép akadozik, mert ezeket a kis fájlokat az SSD nem képes elég gyorsan kiírni a böngésző gyorsítótárába. Az igazat megvallva ez egy igazi melléfogás volt a JMicron részéről, egész egyszerűen érthetetlen, hogy hogy volt képük egyáltalán piacra dobni, de ez már nem változtat a tényeken. A JMicron vezérlő gyenge teljesítménye a gyorsítótár hiányára vezethető vissza, az ugyanis minimális méretű (32 kB). Utólag, hosszú idővel a jmicronos SSD-k piacra kerülése után kijött egy firmware, ami a teljesítményt hivatott javítani, de ez kb. annyit ért, mint halottnak a csók. A neten sikerült találnunk egy programocskát, ami a rendszermemóriából lenyisszant egy keveset, majd ezt betársítja az SSD-mellé, ezzel pedig felgyorsítja az írást, de ez is csak átmeneti megoldás. Összegezve mindezt az Intel X25-M G1-et már nem érdemes megvenni, mert már piacon van a G2 (és egyébként sem kapni), a JMicron JMF602 vezérlős SSD-k pedig egyenesen kerülendők.

A második generációs SSD-k csoportjába a 2009-ben kijött vezérlők köré épülő típusokat sorolhatjuk. Ide vehetjük az Intel X25-M G2-t, a Samsung S3C29RBB01-YK40 vezérlővel ellátott SSD-ket és az Indilinx Barefoot vezérlőjére épített modelleket. Az X25-M G2 teljesítménye lényegében megegyezik a G1-ével, de már támogatja a TRIM-et. A Samsung és az Indilinx vezérlője jó középkategóriáshoz méltóan kedveltek, napjainkban a Indilinx vezérlője a legelterjedtebb. Véletlenszerű elérésben továbbra is az Intel a nyerő, viszont szekvenciális írásban az Indilinx lépett az élre. Az Intel vezérlője felépítéséből adódóan max 100 MB/s-mal képes írni (ez is csak a 160 GB-os változatra igaz, a 80-as csak 80 MB/s-et tud) ami az Indilinx és a Samsung 150-200 MB/s-ához képest komoly lemaradást jelent.

A harmadik generációs SSD-k alatt a napjainkban megjelenő típusokat értjük. Ide vehetjük a Sandforce SF-1200/1500-at, mely a Micron által fejlesztett RealSSD C300-zal versenyzik a csúcson, illetve hazánkban komolyan terjednek a Toshiba és a JMicron társulásának köszönhetően létrejött vezérlő köré épülő SSD-k is (főleg a Kingston modellek), amelyek az alsó/középkategóriát célozzák meg. Jobb későn mint soha alapon már a Seagate és a Western Digital is kínál SSD-ket, de ezek a magas árnak köszönhetően aligha lesznek kedveltek; valószínűleg nem szeretnék kihúzni a talajt a merevlemezek alól, ami némileg érthetetlen hozzáállás, hiszen két külön termékről van szó. Ha 1-2 TB-os SSD-kről lenne szó, akkor még talán megértenénk őket, de ezek a kis 64-128-256 GB-os SSD-k biztosan nem adattárolásra lesznek befogva, legalábbis a PC-s felhasználók körében. Teljesítmény terén már 300 MB/s-os sebességnél tartunk, a SATA(2) 3 Gbps-os áteresztőképességén túlléptek a gyártók, jelenleg a Sandforce és a Micron vezérlője az ász, mondhatnánk azt is, hogy a jövő, de ez nem igaz, mert már megjelentek.

A "best buy"-ok mezőnye jelenleg igen népes, mert jópár olyan SSD létezik, amelyikkel nem igazán járunk rosszul. Az Intel X25-M 80 GB-os változata alacsony szekvenciális írási teljesítménye ellenére igen kedvelt két okból is: egyrészt véletlenszerű elérésben ez a legjobb, ami megfizethető, másrészt az Intel ismert név. Gondoljunk csak bele, az Indilinx vagy a Sandforce 2 évvel ezelőtt még sehol sem volt, senki sem ismerte őket. Hirtelen robbantak be a hardveres köztudatba, és egyelőre nincs arra semmiféle biztosíték, hogy nem tűnnek el 2 éven belül. Mi lesz azután? Azt sem tudjuk, hogy mennyire megbízható termékeket dobnak piacra. Végeredményben a jelenleg tudható tapasztalatok alapján nem jelenthető ki, hogy egyik vagy másik gyártó rosszabb lenne, de még nincsenek annyi ideje a piacon, hogy ezt meg tudjuk állapítani. Ennek ellenére az Indilinx vezérlői, illetve a köréjük épülő SSD-k igen kedveltek, az árazásuk is elfogadhatóbb szinten van, mint egy éve, és a terméktámogatással sincs egyelőre gond; ez a kis cég odafigyel a firmware-frissítésekre, és az Intel X25-M-hez hasonlóan támogatja a TRIM-et.

A "best buy"-ok mezőnyét erősítik az alacsonyabb árazású, nemrég kiadott Toshiba és JMicron által fejlesztett vezérlő köré épülő SSD-k is, melyek idehaza főleg a Kingston SSDNow termékcsaládjából kerülnek ki (SNV425-ös széria), de ilyet még nem teszteltünk, szóval egyelőre nem mondanánk róla véleményt. Annyit tudunk, hogy idehaza kedvelt.

Az SSD-gyártók oldalán észrevehető, hogy a kisebb méretű SSD-k mindig lassabbak, mint a nagyobbak. Ez minek köszönhető?

Ez a cikkünk elején taglalt vezérlők kérdésére vezethető vissza. Mint említettük, ezeket a vezérlőket memóriavezérlőként is felfoghatjuk, márpedig a processzorok és chipkészletek világából tudhatjuk, hogy minél több csatornás egy memóriavezérlő, annál több adatot képes egyidejűleg elérni. Ugyanez igaz az SSD-kre is. A kisebb méretű SSD-kben általában kevesebb NAND-chip található, ergo a vezérlő és a chipek között is kevesebb az adatútvonal, emiatt pedig lassabbak.

Az SSD-k jövője

Mi a jövő? Elmondható, hogy az SSD az "ultimate" tároló?

Az SSD-kben még van fejlődési potenciál. Ami a méreteket illeti, minden a NAND-flasheknél alkalmazott gyártástechnológiától függ. Az Intel jelenleg 34 nm-en gyártja NAND-jait, ilyeneket találunk az X25-M-ben is. Év végére ígérik a 25 nm-es csíkszélesség bevezetését, ami közel azonos területen dupla kapacitást ígér. A Samsung, a Toshiba és a Hynix is még idénre ígéri a huszonx nm-es lapkákat, tehát a kapacitás tekintetében hamarosan duplázásra számíthatunk, de könnyen lehet, hogy ez először csak a jelenleg kapható SSD-k árzuhanását fogja jelenteni.

Ami a NAND-ok élettartamát és sebességét illeti, itt is van még hova fejlődni. Ennek első állomása valószínűleg az FFS, azaz Flash File System (flashekhez fejlesztett fájlrendszer) továbbfejlesztése lesz, ami a napjainkban használatos NAND-chipek írási "problémáinak" és a wear leveling további optimalizációjának, illetve az operációs rendszerek figyelembe vételével készül. Az írást úgy szeretnék felgyorsítani, hogy a valós írás minden esetben egy üres lapot/blokkot terheljen, majd a vezérlő a törlendő lapot/blokkot csak akkor törli ténylegesen, amikor ideje van erre, tehát üresjáratban (a SanDisk által propagált ExtremeFFS 100x-os írási gyorsulásának is ez áll a hátterében). A wear leveling hatékonysága javítható az írások tovább optimalizált "szétszórásával" a NAND-ok között.

És hogy mi lesz az SSD-k után? Jó pár olyan fejlesztésről tudunk, amely a NAND-okat hivatott leváltani, ilyen a Resistive random-access memory, a Programmable metallization cell vagy a Phase-change memory, de hogy ezekből mikor lesz kézzelfogható termék, az még talány, és persze a bevezetésük sem megy olyan könnyen; gondoljunk csak az OLED-re, amit már évek óta várunk, sokan a jelenlegi TFT LCD-panelek leváltójaként vizionáltak, és még mindig csak kiállításokon láthatjuk őket.

Van még valami, amit tudnunk kéne?

Az SSD-k teljesítményének degradálódása kapcsán érdemes megemlíteni, hogy azokat az SSD-ket, melyek nem támogatják a TRIM-et, különböző programokkal van lehetőségünk karbantartani. Ez itt nem a reklám helye, de a Diskeeper HyperFast és a PerfectDisk alkalmas az SSD-ken található nem TRIM-elt, de törlendőként megjelölt lapokat konszolidálni, ami után az írási sebesség az eredeti, maximális értékhez tér vissza. Mindkét programot lehetőségünk van úgy beállítani, hogy ezt a háttérben végezze. Sajnos egyik sem ingyenes.