»Flash-hukommelse forklædt som harddisk var nødvendig for at gøre SSD'en populær«

Næste generation af chip-baseret storage vil formentlig ligesom harddisken være pakket ind i en standard 2,5 tommer-kasse med standardstik. Alternativet var ellers lynhurtigt.

Der er sådan set ingen grund til, at 128 gigabyte flash-hukommelseschips skal pakkes ind i et kabinet med samme dimensioner og stik som en 2,5 tommer harddisk.

Alligevel er det i dag standarden for SSD-lagermedier i både pc'er og i storagesystemer, og sådan vil det formentligt også være, hvis flash-hukommelsens afløser kommer på markedet inden for de næste år.

»Det smukke ved et SSD-drev er jo, at det ligner en harddisk. En ny formfaktor vil give nye muligheder, men det vil også være længere tid om at blive udbredt,« siger Neil MacDonald, chef for HP's datacenterudviklingsafdeling, til Version2.

Læs også: HP snart klar med afløseren for SSD: Memristoren er datalogers urgamle drøm

Ved at lægge flashhukommelsen ind i den samme ydre hardware som en harddisk kunne SSD-drevene sættes ind i eksisterende hardware som erstatning for harddiske. Det gjorde det let at tage SSD-drev i brug.

Men harddiskformatet har også sine begrænsninger. Den SAS- eller SATA-forbindelse, som SSD-drevene kommunikerer gennem, er beregnet til harddiske. En harddisk kan læse en fortløbende sekvens af data ganske hurtigt, men kun fra ét område af gangen.

Det skyldes den mekaniske arm, som skal flyttes for at læse forskellige steder på en harddisk. Flashhukommelse bruger ingen mekaniske dele og kan designes, så der læses mange steder fra på samme tid.

»På et tidspunkt løber man ind i at skulle betale en straf for at behandle en SSD som en harddisk,« siger Neil MacDonald.

Det har ført til, at flere storageproducenter i dag tilbyder forskellige formater af SSD-drev, som ikke længere deler fysisk udformning med harddiskene. Det kan være i form af PCI Express-indstikskort i servere, som især bruges til lokal cache, eller som dedikerede SSD-storagesystemer med producenternes egen interne busser til transport af data.

»Vi bruger SSD'er i vores disksystemer, men vi bygger også systemer, som udelukkende er flashhukommelse. Det handler om forskellige brugsscenarier. Der er nogle, der har brug for ekstremt høj ydelse, og så er der dem, hvor en enkelt applikation kan få stor gevinst ud af at supplere de almindelige harddiske med et par SSD-drev,« siger Neil MacDonald.

Selvom SSD'en i dag spiller en vigtig rolle i mange storagesystemer, så er hverken harddisken eller for den sags skyld båndsystemerne en døende race.

»Der er ikke noget, der forsvinder helt. Der vil fortsat være harddiske, bånd og flashhukommelse, når afløseren for flashhukommelse kommer,« siger teknisk direktør Milan Shetti fra HP til Version2.

Båndsystemer har i dag eksempelvis stadig en vigtig rolle i langtidsarkivering af data, som skal opbevares, men sjældent tilgås, som firmaer eller myndigheder skal gemme af hensyn til lovkrav.

»Men det er trods alt ikke sådan, at vi stadig bruger hulkort. Men en komplet udskiftning af en teknologi sker meget sjældent,« slutter Neil MacDonald.

Tips og korrekturforslag til denne historie sendes til tip@version2.dk
Kommentarer (15)
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først
#1 Deleted User

Men eftersom en af fordelene ved PC'ere er og altid har været udskiftelige komponenter. Så den helt store grund til at SSD'er er meget mere populære med SATA stik end (indsæt whatever producenten synes kunne være smart fordi det er hurtigere) er at du kan gå ned og købe en i butikken og gå direkte hjem og sætte den i din computer! Du behøver ikke eje et special bundkort der er kompatibelt eller købe den specielle disk der passer til netop din computer (og derfor koster 30% mere)

Der kommer helt sikkert hurtigere stik i nyere computere som man så kan benytte på SSD'er uden nogen synderlig videreudvikling, instant og cheap speed gain. Bare se på thunderbolt eller lignende.

Det er samme grund at computere stadig kommer med USB2 stik og ikke kun USB3, at de ikke er 100% bagudkompatible. I lang tid kome PC'ere også med både PCIe og PCI porte og i gamle dage med PCI og ISA porte, selvom den ene slags var forældet og langsommere.

  • 6
  • 1
#2 Casper Bang

"Flash-hukommelse forklædt som var harddisk nødvendigt for at gøre SSD'en populær" var da en frygtelig kompliceret overskrift at læse og forstå.

Nuvel, mht. størrelse og interface så handler det jo om standarder, og det er jo netop her "bambus PC'en" har haft så stor betydning, fordi vi kan kombinere tingene præcist som vi ønsker og det skal man ikke kimse af. Denne model har også været primus motor for at Apple kunne nå så langt som de er nået i dag, de startede jo ellers ud med egne lukkede ting. HP er dog stadig kendt for at lave dyre proproitære enterprise ting, så det kan forklare en del af udtalelsen.

De fleste PCI Express SSD kort (f.eks. Intel's fantastiske 910'er) benytter jo alligevel en PCIe-SATA bro i deres produkter, fordi det gør det så meget nemmere at udnytte eksisterende controllere og integrere med software (AHCI).

Bevæger man sig over i lejren af proproitære ting, f.eks. NVM Express, så opnår man ganske vist nogle her-og-nu fordele, men er samtidig blevet overordentlig afhængig af én vendor og ét produkt. F.eks. ved jeg fra bitter erfaring at HP ynder at tilbyde deres egen Smartmon og TRIM software til deres egne (hundedyre) SSD'er, for så tilgængæld at sørge for at deres servere/controllere ikke tillader at checke smart flags via standard værktøjer som hdparm, så man nærmest er nødt til netop at købe deres ting.

Bevares, vi skal da nok få en ny standard at se - bliver jo nok SATA-IO - der i større grad har fokus på SSD. Men mon ikke vi skal starte med først at få gjort SSD til de-facto. Det er stadig et få-tal af computere alm. mennesker (ikke nørder) køber med SSD i.

  • 9
  • 1
#3 Brian Højen-Sørensen

"SSD til de-facto"

Det kan godt være jeg bare har været uheldig, men jeg er ikke helt solgt til SSD endnu. Jeg har adskillige 10 år gamle HDD-drev i en skuffe et eller andet sted, der stadig virker, omend de er små, langsomme og meget larmende. Til gengæld har jeg haft SSD drev i så lidt som 1 måned får de døde og al data var tabt. Så jeg kommer ikke til at bruge SSD til vigtig data, der er HDD drev stadig større, billigere og mere stabile.

  • 2
  • 0
#4 Carsten Olsen

Ja, SATA vil dø. (Det er ALT for langsomt) Fil-Systemerne eller selve abstraktionen om Store under fil-navne vil blive udbygget. Vi vil se at random access til fs a la mmap2 vil blive mere udbredt. Efter at have checket min påstande i en anden tråd fra igår vil jeg tro at det nye koncept hedder:

.......................... ----------- Random Access ----------- .................... ---- Sekventiel Acc---- cpu-(logisk-bus)mmu(phy-bus/(d)ram1)buffer1 ram2 buffer2(store-sekventiel) De nye komponeter er: (d)buffer1 og ram2

De 2 ekstra komponenter er buffer1 og ram2. I det eksisterende system sidder buffer2 allerede på SATA. Bufferne er "bare fysiske og kan tristates". Buffer1 styres af cpu. Buffer2 styres af store-sekventiel, men ved cpu access til ram2 indføres der Hold/HoldAck på store-sekventiel. (swap-store bliver afskaffet) (DMA på Ramdom Access lager afskaffes) Og ja der vil fremkomme en åben standard til dette så vi får billig masse-produceret (open) hardware.

  • 1
  • 3
#5 Morten Andersen

Hej, synes også det er en tynd kop te. Det er jo ikke den fysiske udformning er der er afgørende (f.eks. hvordan SATA stikken ser ud), men mere de protokoller der indgår.

Ang. det med at en harddisk kun kan foretage en operation og at SATA standarden er indrettet herefter, så husk at SATA standarden indeholder jo allerede (i form af Native Command Queuing) mulighed for at der kan være flere samtidige udestående requests, således at disken kan behandle dem i den optimale rækkefølge og sende svarene tilbage i denne rækkefølgen (som altså ikke nødvendigvis er rækkefølgen forespørgslerne er udstedt i).

Denne feature er faktisk lavet netop til harddiske, fordi den optimale rækkefølge afhænger af det præcise layout af sektorer på magnetpladerne. Men samme funktion burde kunne udnyttes af SSD'erne til at kunne håndtere flere samtidige requests (så man ikke skal vente på at request er færdigbehandlet 'end-to-end' før det næste udstedes).

  • 2
  • 0
#6 Esben Nielsen

Tilbage i omkring 2003-2005 stykker sad jeg med VxWorks og et processorboard med nogle NOR og siden NAND chips ved min daværende arbejdsgiver. På VxWorks skulle vi køre en TrueFFS, som emulerede et blokdevice, hvorpå vi kunne køre FAT 32.

På Linux havde man flere konkurrrende filsystem (JFFS, JFFS2, Yaffs), som lavede den nødvendige journalisering i filsystem og flash på én gang. Man gik simpelthen ikke omvejen over det gamle harddisk format; men brugte flashkredsene direkte og (potentielt) mere effiktivt.

Jeg ved ikke hvad status er i dag, men jeg har siden tænkt, at det ikke er den bedste udnyttelse rent teknisk at sætte flash ind som en harddisk, omend det klart har været nemmere at få det udbredt på den måde, da man ikke skal lave ny software - og som i denne artikkel påpeges hardware. Men optimalt er det ikke.

  • 2
  • 0
#7 Casper Bang

Det kan godt være jeg bare har været uheldig, men jeg er ikke helt solgt til SSD endnu. Jeg har adskillige 10 år gamle HDD-drev i en skuffe et eller andet sted, der stadig virker, omend de er små, langsomme og meget larmende. Til gengæld har jeg haft SSD drev i så lidt som 1 måned får de døde og al data var tabt. Så jeg kommer ikke til at bruge SSD til vigtig data, der er HDD drev stadig større, billigere og mere stabile.

Det lyder uheldigt, hvad er det for et SSD drev du har prøvet? Jeg har haft de første 5-6 SSD'er uden problemer. Men nu køber jeg så også "kvalitet" dvs. Intel og Samsung, der netop har bevist at de har styr på tingene. Efter min mening er det er stor fordel ved SSD, at sundhedstilstanden er så deterministisk. Til forskel fra roterende gamle diske hvor man i høj grad er afh. af mekanik (har oplevet masser af "klong" og "klik" lyde fra disse når de står af), så kan man via Smart flagene på disken rimelig nemt afgøre om det måske er tid til at udskifte sin SSD. Der er intet fysisk slid eller varmeudvikling der kan sætte sine sport i lejer, servoer og andet materie.

Der er f.eks. 2 Intel SSD diske i min nuværende workstation. Disk /sda er en tredje-generation 160GB X25, og /sdb er en anden-generations 160GB X25.

Den ældre SSD har 2 re-allokerede sektorer, har brugt 1% af dens reserverede spare område, har brugt 1% af dens projekterede blok-sletning og der er alt skrevet 3772GB til den over dens levetid:

ID# ATTRIBUTE_NAME FLAG VALUE WORST THRESH TYPE UPDATED WHEN_FAILED RAW_VALUE 3 Spin_Up_Time 0x0020 100 100 000 Old_age Offline - 0 4 Start_Stop_Count 0x0030 100 100 000 Old_age Offline - 0 5 Reallocated_Sector_Ct 0x0032 100 100 000 Old_age Always - 2 9 Power_On_Hours 0x0032 100 100 000 Old_age Always - 6748 12 Power_Cycle_Count 0x0032 100 100 000 Old_age Always - 1037 192 Unsafe_Shutdown_Count 0x0032 100 100 000 Old_age Always - 47 225 Host_Writes_32MiB 0x0030 200 200 000 Old_age Offline - 120711 226 Workld_Media_Wear_Indic 0x0032 100 100 000 Old_age Always - 273 227 Workld_Host_Reads_Perc 0x0032 100 100 000 Old_age Always - 0 228 Workload_Minutes 0x0032 100 100 000 Old_age Always - 2890076309 232 Available_Reservd_Space 0x0033 099 099 010 Pre-fail Always - 0 233 Media_Wearout_Indicator 0x0032 099 099 000 Old_age Always - 0 184 End-to-End_Error 0x0033 100 100 099 Pre-fail Always - 0

Den nyere SSD disk har ingen re-allokerende sektorer, har brugt 0% af dens reserverede spare område, brugt 0% af dens projekterede blok-sletning og der er i alt skrevet 950GB til den:

ID# ATTRIBUTE_NAME FLAG VALUE WORST THRESH TYPE UPDATED WHEN_FAILED RAW_VALUE 3 Spin_Up_Time 0x0020 100 100 000 Old_age Offline - 0 4 Start_Stop_Count 0x0030 100 100 000 Old_age Offline - 0 5 Reallocated_Sector_Ct 0x0032 100 100 000 Old_age Always - 0 9 Power_On_Hours 0x0032 100 100 000 Old_age Always - 1485 12 Power_Cycle_Count 0x0032 100 100 000 Old_age Always - 237 170 Reserve_Block_Count 0x0033 100 100 010 Pre-fail Always - 0 171 Program_Fail_Count 0x0032 100 100 000 Old_age Always - 0 172 Erase_Fail_Count 0x0032 100 100 000 Old_age Always - 0 184 End-to-End_Error 0x0033 100 100 090 Pre-fail Always - 0 187 Reported_Uncorrect 0x0032 100 100 000 Old_age Always - 0 192 Unsafe_Shutdown_Count 0x0032 100 100 000 Old_age Always - 103 225 Host_Writes_32MiB 0x0032 100 100 000 Old_age Always - 30367 226 Workld_Media_Wear_Indic 0x0032 100 100 000 Old_age Always - 150 227 Workld_Host_Reads_Perc 0x0032 100 100 000 Old_age Always - 99 228 Workload_Minutes 0x0032 100 100 000 Old_age Always - 4284482 232 Available_Reservd_Space 0x0033 100 100 010 Pre-fail Always - 0 233 Media_Wearout_Indicator 0x0032 100 100 000 Old_age Always - 0 241 Host_Writes_32MiB 0x0032 100 100 000 Old_age Always - 30367 242 Host_Reads_32MiB 0x0032 100 100 000 Old_age Always - 24204

Begge diske er altså i glimrende tilstande, omend den ene er begyndt at vise små aldringstegn. Når/hvis overskydende spare når ned på 20% og/eller blok-sletninger når op på 20% og/eller der er mange re-alokerende blokke, ville jeg kategorisere disken som værende en riciko og erstatte den (og benytte den gamle til mindre vigtige ting).

  • 2
  • 0
#8 Thue Kristensen

Bevæger man sig over i lejren af proproitære ting, f.eks. NVM Express, så opnår man ganske vist nogle her-og-nu fordele, men er samtidig blevet overordentlig afhængig af én vendor og ét produkt.

Men er ikke netop NVM Express en åben standard, ligesom ata? Ideen med NVM Express er jo netop at erstatte de ad hoc interfaces som PCI express SSDer før brugte med et standard interface, så en NVM Express driver passer til alle SSDer som følger NVM Express standarden.

NVM express i et PCI express slot er den nye hurtige standard format for SSDer. Den kan embeddes på bundkortet i bærbare, eller som udskifteligt modul i desktops.

  • 0
  • 0
#9 Thomas Vedel

Du har vist været uheldig. Min første SSD holdt kun i 8 måneder, hvilket også er alt for kort tid, men der er sket meget med både holdbarhed og stabilitet siden da. Eksempelvis yder Intel nu 5 års garanti på deres 320 og 520 serier.

Jeg har overgivet mig og udskiftet diskene i alle familiens bærbare med SSD'er, og den ældste af dem er stadig i topform selv om der i dens levetid iflg. SMART parametrene er blevet skrevet næsten 8 TB data til disken.

I øvrigt holder en SSD normalt op med at virke på den måde, at den bliver read-only, hvilket selvfølgelig er voldsomt irriterende, men det betyder at data ikke bare forsvinder.

  • 2
  • 0
#12 Thomas Vedel

Jeg bruger "Intel SSD Toolbox", som er skræddersyet til Intels SSD'er og er et rigtig godt værktøj. Men du kan se hvordan drevet har det ved at kigge på drevets S.M.A.R.T. parametre.

Jeg har tidligere brugt et værktøj som hed "HDD Health", men om det findes mere ved jeg ikke.

  • 0
  • 0
#13 Morten Andersen

Casper Bang, nu kunne man jo indvende at ingen af dine SSD diske er særligt slidte. Deres media wearout indicator er jo på 0% så der burde være masser af liv i dem endnu! Den ene disk er der skrevet 3,6 TB til og den anden under en 1TB. Hvis vi ser på den første så svarer det kun til ca. 23 overskrivninger per flashcelle, måske en 10% mere pga. write-amplification. Jeg synes derfor ikke dit eksempel helt cementerer at SSD-diske skulle være så holdbare i længden. Derfor bekymrer det mig at du skriver "omend den ene er begyndt at vise små aldringstegn" - i så fald er kvaliteten simpelthen ikke god nok.

P.S. Hvis det er de reallokerede sektorer du tænker på så er jeg ikke sikker på det er et egentligt aldringstegn. Der vil ofte være lidt defekter fra fabrikationen som hurtigt bliver reallokeret.

Hvordan ved du iøvrigt hvor meget af "spare" området du har brugt (du anfører 1% men kan ikke se det i output)? Samme spørgsmål ang. de 1% du nævner for den projekterede blok-sletning .

  • 1
  • 0
#14 Casper Bang

Casper Bang, nu kunne man jo indvende at ingen af dine SSD diske er særligt slidte. Deres media wearout indicator er jo på 0% så der burde være masser af liv i dem endnu! Den ene disk er der skrevet 3,6 TB til og den anden under en 1TB. Hvis vi ser på den første så svarer det kun til ca. 23 overskrivninger per flashcelle, måske en 10% mere pga. write-amplification. Jeg synes derfor ikke dit eksempel helt cementerer at SSD-diske skulle være så holdbare i længden.

Nu hævder jeg heller ingenlunde at mine diske er specielt slidte. Når jeg kom frem med disse tal var det for at underbygge min påstand om at en SSD er mere deterministisk, og at det i stor udstrækning derfor er muligt at overvåge sundhedstilstanden - og reagere før det er for sent. Det kunne jo nok have kommet visse andre i denne tråd til gode. :)

Derfor bekymrer det mig at du skriver "omend den ene er begyndt at vise små aldringstegn" - i så fald er kvaliteten simpelthen ikke god nok.

Bevares, det er rigtig nok at det er småting min "gamle" disk har været udsat for (jeg har dog andre og ældre SSD'er jeg dog ikke har taget fat i her). Men jeg påviser vel egentlig også bare, at den ene disk er mere brugt end den anden. Absolutte påstande er jo farlige at komme med uden særdeles velunderbyggede datagrundlag.

P.S. Hvis det er de reallokerede sektorer du tænker på så er jeg ikke sikker på det er et egentligt aldringstegn. Der vil ofte være lidt defekter fra fabrikationen som hurtigt bliver reallokeret.

Muligvis, jeg har dog aldrig selv set nye SSD'er med dårlige blokke. Men faktum er vel stadig at jo mere slid, jo flere reallokerede blokke - tallet vil altid kun stige.

Hvordan ved du iøvrigt hvor meget af "spare" området du har brugt (du anfører 1% men kan ikke se det i output)? Samme spørgsmål ang. de 1% du nævner for den projekterede blok-sletning .

Flag 232 og 233 står begge til 99 (value kolonnen). Dette er den % sats der er tilbage, så for at se hvad der er brugt siger man bare 100-99 = 1%. Læg i den forbindelse mærke til at THRESH (threshold) kolonnen står til 10, hvilket nok er dér selve drevet vil begynde at rejse mere alvorlige smart flag, når 90% af spare området er brugt. Både Intel og Samsung har dog værktøj til at stille på spare, så en disk er ikke nødvendigvis ubruglig bare fordi den er løbet tør for spare.

PHK havde nok nogle mere interesante datapunkter i denne forbindelse, som han desværre beholdte for sig selv. Jeg havde ellers gerne hørt mere for at blive klogere omkring de metrikker vi netop snakker om her.

  • 0
  • 0
#15 Sune Marcher

I øvrigt holder en SSD normalt op med at virke på den måde, at den bliver read-only, hvilket selvfølgelig er voldsomt irriterende, men det betyder at data ikke bare forsvinder.

Det er den yndefulde måde de bør dø på - men det holder desværre ikke med mine (eller http://www.codinghorror.com/blog/2011/05/the-hot-crazy-solid-state-drive-scale.html) erfaringer.

En studiekammerat og jeg købte SandForce baserede Vertex2 diske... de holdt få måneder før de stoppede med at virke (åbenbart kendt firmware panic fejl i forbindelse med standby/resume). Der var også en Intel serie (så vidt jeg huskede med deres egen controller?) med sudden-death fejl. Og senest stod min 64GB X25-E (den oprindelige, og mere robuste, model fra før die-shrink) af fra den ene dag til den anden - igen næppe på grund af flash cell degradation.

Det værste er at samtlige crashes, jeg selv har været i nærheden af, er sket uden nogen som helst form for advarsel - intet i SMART, ingen reallocated sectors, ingen tegn på fejl. b00m ud af den blå luft.

Det har dog ikke stoppet fra at sætte en Intel520 ind som erstatning for min X25-E (mens jeg krydser fingre for at Intel har bedre QA på deres modificered SandForce firmware end OCZ har til Vortex!) - men jeg er dælme glad for backups.

  • 0
  • 0
Log ind eller Opret konto for at kommentere