Использование твердотельных накопителей заметно ускоряет работу серверов. У SSD меньшие, чем у жестких дисков, размеры, они не издают шума и намного устойчивее к внешним повреждениям. А самое главное — твердотельные накопители быстро дешевеют, одновременно увеличивая емкость.

Поговорим о типах и стандартах запоминающих устройств формата SSD, а также разберемся, какие из них нужно выбирать для сервера и на что обращать внимание.

NAND и NOR

Существуют разные типы SSD. Например, NAND и NOR (сокращения от словосочетаний Not AND и Not OR).

Принципы работы микросхем NOR и NAND схематично выглядят так:

NOR дает доступ к каждой конкретной ячейке, позволяя записать данные именно туда. В варианте с NAND одиночные ячейки памяти соединяются последовательно. Для записи информации в одну из них необходимо, чтобы все остальные были открыты.

NOR и NAND в настоящее время почти не конкурируют друг с другом, так как в силу своих свойств находят применение в различных областях.

Скоростные характеристики технологии NAND значительно выше, а увеличить объем памяти можно, не увеличивая размеры микросхемы. Поэтому ее чаще применяют для хранения большого объема данных и для их переноса. В число самых распространенных устройствах, в которых используется технология NAND, входят флэш-драйвы и карты памяти.

SLC и MLC

Теперь разберемся в различиях памяти NAND. Всю ее можно разделить на две разновидности: SLC и MLC.

SLC (от Single Level Cell — одноуровневые ячейки) — это классические элементы памяти. В каждом из них может храниться 1 бит информации. Такая память долговечна и энергоэффективна. К числу ее неоспоримых преимуществ перед любыми другими категориями флэш-памяти относятся максимальный срок службы и максимальное количество циклов перезаписи. Но и главный недостаток у нее очень существенный: низкая плотность информации делает эту память наиболее дорогой из всех присутствующих на рынке.

Технология MLC (Multi Level Cell — многоуровневые ячейки) стоит заметно дешевле. Ее отличает более высокая емкость хранения — правда, за счет укороченного срока службы, более низких скоростей и увеличения времени доступа.

Среди многоуровневых ячеек различают:

  • MLC — накопитель, в котором может храниться 2 бита информации. Взаимодействует с данными MLC несколько медленнее по сравнению с SLC: для того, чтобы записать в ячейку два бита вместо одного, требуется больше времени. Кроме того, в связи с увеличением количества битов снижается долговечность и надежность твердотельных накопителей. Правда, все вышеперечисленные недостатки памяти MLC вполне компенсируются ее более доступной стоимостью. На данный момент эта технология демонстрирует оптимальный баланс между скоростью, ресурсами и ценой.
  • eMLC аналогична по структуре MLC, но отличается увеличенным ресурсом. Выдерживает больше циклов записи. Предназначена для корпоративных целей. Буква «e» в названии — от английского Enterprise (предприятие).
  • TLC (Triple Level Cell) — 3-х уровневые ячейки, которые могут хранить 3 бита данных. Отличаются более высокой плотностью информации и одновременно более низкими ресурсами и скоростными характеристиками по сравнению с MLC. Производство памяти на базе TLC менее затратно, что, в конечном итоге, ведет к уменьшению стоимости SSD.
  • QLC (Quad Level Cell) — 4-х уровневые ячейки, где помещается 4 бита данных. По показателю цены за гигабайт информации SSD с QLC памятью приближаются к HDD. Рекомендуются при ограниченном бюджете.
Тип флеш-памяти SLC MLC TLC QLC
Бит на ячейку 1 2 3 4
TBW 100 000 3 000 1 000 500
Время чтения 25 μs 50 μs 75 μs 110 μs
Время записи 200–300 μs 600–900 μs 900–1350 μs 1500 μs и более
Время стирания 1,5-2 ms 3 ms 4,5 ms 7 ms

3D NAND

Память 3D NAND имеет трехмерную структуру, в связи с чем вмещает значительно больше информации на единицу площади.

Она представляет собой цилиндр, который позволяет разместить несколько ячеек памяти на каждом слое микросхемы.

Трехмерная флеш-память отличается от своих двухмерных аналогов более высокой скоростью работы и значительно меньше подвержена износу. Ее емкость и надежность сравнимы с емкостью и надежностью памяти TLC.

Подведем итоги

Какой SSD нужен для сервера? В идеале — быстрый и надежный SLC SSD. Однако окончательное решение этого вопроса будет зависеть от задач, которые перед вами стоят, и средств, которые вы собираетесь инвестировать.

Преимущества технологии SLC — в ее скорости и долговечности. Но есть и недостатки: их производство наиболее затратно, а емкость хранения относительно невелика. SLC в первую очередь подходит для промышленного использования и высокоинтенсивных нагрузок.

Выбирая SSD для сервера, выбирать нужно между SLC и eMLC. По уровню надежности eMLC занимает место между SLC и MLC, а стоит при этом незначительно дороже MLC. Оптимальное применение eMLC — рабочие станции и серверные платформы среднего класса.

Можно ли для сервера использовать MLC, TLC или QLC? При определенных условиях и с некоторыми оговорками — да. Рекомендуется ли это делать? Нет.

Нужна помощь в выборе SSD?