ההבדלים בין התקני SSD וההתקדמות ל- NVMe

מבט מהיר על התקני ה- SSD השונים

17:00
  /  
17.03.2021
  

הקדמה

לפני מספר שנים החלו התקני SSD להיות יותר ויותר נפוצים וזאת בשל תולדה של פיתוחים טכנולוגים מתקדמים לאורך השנים האחרונות אשר הוזילו מאוד את העלויות. שחקנים חדשים בקושי רואים בשוק, למעשה, אנחנו רואים בשנים האחרונות דווקא התגבשות בתחום, למשל הרכישה של חטיבת ה- NAND של Intel על ידי SK hynix. הקהל הרחב התוודע לדיסקים מבוססי SSD והתמכר בקלות למהירות העבודה הגבוהה של כוננים כאלו, שמעבר למהירות, הם גם שקטים לחלוטין, קלים יותר ובעלי צריכת חשמל נמוכה יותר מהמקבילים המכנים שלהם, כונני HDD – וזה חשוב במיוחד למחשבים ניידים. כונני SSD גם מאפשרים מחשבים דקים יותר או הגדלת גודל הסוללה על חשבון גודל הדיסק המכאני.

יתרונות ה- SSD בדמות מהירות עבודה גבוהה והעבודה השקטה, הפכה את הבעלים שלהם ובצדק, לתומכים נלהבים של הטכנולוגיה ובאמת, כל מי שהתקין התקן SSD במחשב הנייד שלו או במחשב הנייח, פתאום הרגיש שהוא הצליח להפיח חיים במכונה המזדקנת ובהרבה מאוד מקרים השדרוג הזה להתקן SSD מנע החלפת המכונה לחדשה.

בימים אלו התקן SSD הפך למצרך חובה לכל מי שקונה מחשב חדש, אבל אם חשבתם שכל מה שחשוב בהתקן SSD זה שיהיה ממותג טוב ואתם מסודרים, אז ממש לא.

SATA III – הממשק הנפוץ ביותר כיום

התקני SSD כפי שהיו מההתחלה ועד היום, יכולים להיות מחוברים במספר סוגי ממשקים. הממשק הנפוץ ביותר וכנראה זה שבשימוש אצלכם כרגע, הינו ממשק SATA III, שמהווה הממשק הותיק ביותר וזה שהכי נפוץ בשוק עבור חיבוריות SSD. הבעיה של הממשק הזה הינו שהוא מבוסס על תכנון מלפני יותר מ- 15 שנים עבור התקנים מכנים כמו כונני CD-ROM או HDD ומגיע במקסימום ל- 6Gbit/s עם התחשבות בקידוד 8b/10b (מיפוי מילים 8b לסימני 10b על מנת להוריד את הצורך ברוחב פס גבוה להעברת האות), כשרוחב הפס הלא מקודד המקסימלי עומד על 4.8Gb/s, שמתרגם בצורה קלה יותר לכדי 600MB/s, כלומר המהירות המקסימלית התיאורטית להעברת נתונים בהתקן מבוסס SATA III עומדת על 600MB/s. זה בהחלט היה נשמע הרבה לפני כמה שנים, אבל התקני SSD יכולים להגיע למהירויות הרבה יותר גבוהות – ובשביל זה צריך להחליף את הממשק.

 

זוג התקני SSD בממשק SATA III מבית WD


NVMe – זה מה שאתם צריכים

ממשק ה- NVMe הינו ממשק פתוח להתקשרות בין זכרון פלאש מבוסס NAND לבין BUS מסוג PCIe ונוצר על ידי קבוצת NVM Express שמורכבת מלמעלה מ- 90 חברות מובילות בשוק בתחום האחסון המוסדי, יצרנים ומובילי שוק ענקיים כמו Google, Intel, Cisco, Micron ועוד. הקבוצה התאחדה מכיוון שהיא הבינה כבר לפני כמעט עשור כי השוק צריך ממשק מהיר יותר ממה שהיה זמין באותה תקופה וכזה שיתמוך בהתקני זכרון מהירים במיוחד עם Latency נמוך ויכולת העברת נתונים מקבילית. הממשק הוכרז והוא זמין מעל מספר מחברים כמו U2 ו- m.2

 


סדרת WD Blue – כונני NVMe

על מנת לתמוך בהעברת נתונים מקבילית, ממשק ה- NVMe מכיל תמיכה בהעברת מידע מעל מספר BUS בעת ובעונה אחת (נקרא לרוב גם Lane), כאשר התקני ה- SSD המתקדמים כיום תומכים בעד 4 כאלו, ואם ממשק ה- PCIe יהיה מגרסת 3.0, נוכל לקבל 8Gbps עבור כל Lane, כלומר עבור התקן עם ארבעה Lanes, נקבל מהירות מקסימלית של 3940MB/s, הרבה יותר מ- 600MB/s של ה- SATA III שהזכרנו בפרק הקודם.

חיבוריות m.2 שאוזכרה בפרק הקודם הינה זאת שתעניין אותנו מכיוון שרק היא רלוונטית לצרכן הביתי.
התקני SSD NVMe יש לחבר רק ללוח אם עם חיבוריות m.2 בממשק NVMe, אחרת כנראה שההתקן לא יזוהה. אם נבצע את החיבוריות ללוח אם עם חיבוריות m.2 בממשק NVMe בעל ארבעה Lanes בממשק PCIe 3.0 ומעלה, נקבל את מלוא מהירות ה- 3940MB/s המקסימלית התיאורטית – וזה מה שאנחנו רוצים.

 

התקני SSD - מה ההבדל בינהם?
התקן WD מסדרת Black מדגם SN750. תמיכה בממשק NVMe Gen 3×4 ומהירות קריאה רציפה שעוברת את ה- 3000MBps

PCIe 4.0

סטנדרט PCIe 4.0 הוא השינוי הכי גדול לפרוטוקול מאז שנת 2010 ומהווה קפיצת מדרגה של ממש. חברת AMD היתה הראשונה לממש אותו כבר ביולי 2019 וכיום הוא זמין גם לאינטל שהצטרפה עם דור ה- Tiger Lake.

בהשוואה ל- PCIe 3.0, ה- PCIe 4.0 מעלה את רוחב הנתיב מ- 985MBps לכדי 1.97GBps
אם נסתכל על 16 נתיבים, כמו שיש בכרטיסי מסך, אנחנו גדלים מ- 15.75GBps לכדי 31.5GBps, שינוי עצום. מהיתרון הזה נהנים גם התקני אחסון וכיום כבר ניתן לראות מהירויות העברה רצופות של 7GBps מכוננים כמו של Samsung, WD, Sabrent. כל היתרונות האלו יוצרים כתהליך לוואי חום גבוה ולכן הרבה יצרנים כוללים צלעות קירור עם התקני ה- PCIe 4.0 על מנת להבטיח ביצועים מיטבים.


סדרת Black של WD. התקני PCIe 4.0 M.2, מהמהירים כיום בשוק

 

יש המון דברים שמשפיעים על המחיר הסופי של הכונן אותו אתם רוכשים:

  1. איכות רכיבי ה- NAND. בכונני דגל, משתמשים ברכיבי NAND בעלי אמינות גבוהה וכאלו שעברו מבחני QC עם תוצאות גבוהות.
  2. רכיב ה- DRAM. קיומו של רכיב ה- DRAM, מבטיח ביצועים גבוהים על ידי האצת קריאת המידע של טבלאות המיפוי. במוצרים תקציבים יותר, אין DRAM, אבל יש שימוש ב- HMB, כלומר ה- SSD שואל נפח של עשרות MB מנפח ה- DRAM של המארח (כלומר מזכרון ה- RAM שלכם) וכך מאיץ ביצועים לצד חסכון בעלות DRAM יעודי. זה פתרון שמתאים לרוב הקריאות הנפוצות לצרכן הביתי.
  3. בקר. בקר טוב יתן יותר ביצועים לעומת בקר פשוט יותר, זה יכול להגיע לידי ביטוי בתמיכה ביותר ערוצי תקשורת מול ה- NAND, תמיכה ב- DRAM ויותר כח עיבוד.
  4. טכנולוגית ה- NAND. המוצרים המובילים בשוק משתמשים בטכנולוגית TLC, כלומר Three-Level-Cell, שמציין אחסון של 3 ביטים בכל תא ואילו חלק מהמוצרים הזולים משתמשים בטכנולוגית QLC (Quad Level Cell) , כלומר אחסון של 4 ביטים בכל תא – טכנולוגיה שמורידה משמעותית את עלות הייצור על חשבון מהירות ה- SSD וכן על חשבון רמת אמינותו. אמינות ה- SSD מאופיינת בדרך כלל במפרט המוצר באמצעות 2 פרמטרים עיקריים: הראשון הוא MTBF (Mean Time Between Failures), ככל שכמות השעות גבוהה יותר, הסיכוי לקלקול נמוך יותר. השני הוא כמות הכתיבות המותרת ל SSD – נמדד ב TBW (Terabyte Written).
הידעת?
1. ישנם לוחות אם עם מספר מחברי m.2, אבל רק חלק ממחברי ה- m.2 תומכים ב- NVMe.
2. ישנם לוחות אם עם מחבר m.2 בממשק NVMe, אבל רק עם זוג Lanes ולא ארבעה.

סיכום

כפי שניתן לראות, יש היום שלל פתרונות SSD לכל תקציב ושימוש, החל מכוננים בנפח גבוה שיכולים להחליף כונן קשיח, כמו כונני SSD עם ממשק SATA III שיתאימו יותר למחשבים ישנים ועד לכונני NVMe בממשק PCIe 4.0 שמגיעים למהירויות גבוהות מאוד ושיתאימו לצרכים תובענים כמו עריכת וידאו וגיימינג.

 

המאמר בחסות Western Digital Corporation

לשרשור תגובות לחץ כאן


17:00
  /  
17.3.2021
  

1