В этой статье мы займёмся беспрецедентным экспериментом! Я шаг за шагом проведу вас через процесс преобразования SSD на базе QLC NAND в SLC SSD, что позволит значительно повысить его ресурс и общую производительность.
▍ Спецификация испытуемого SSD
На роль испытуемого я выбрал Crucial BX500, который мы уже много раз тестировали, освещая этот процесс как на нашем сайте, так и на YouTube-канале.
Дисклеймер!!!
Во-первых, хоть эта процедура и безопаснее оверклокинга, она всё равно требует осторожности. Приступайте к ней, только если сильно заинтересованы, так как я не несу ответственности в случае допущенных вами ошибок. Тем не менее я постараюсь объяснить всё максимально подробно и понятно, чтобы минимизировать возможное недопонимание.
Во-вторых, этот процесс лишает гарантии любой SSD. И помните, при прошивке накопителя все его данные будут стёрты, поэтому обязательно предварительно сделайте резервную копию.
▍ Необходимые инструменты
Для выполнения процедуры потребуется переходник SATA/USB 3.0 с контроллером моста Jmicron JMS578, а также пинцет для замыкания контактов переключения режима ROM/Safe на печатной плате SSD.
▍ Техническая спецификация
Прежде чем перейти к самой инструкции, разберём наш SSD чуть подробнее.
▍ Контроллер
Контроллер SSD отвечает за обработку всех задач управления данными, включая Over-Provisioning (резервирование части флэш-памяти накопителя под кэш) и сбор мусора, а также ряд фоновых функций. Естественно, всё это сказывается на общем быстродействии накопителя.
В выбранном SSD используется контроллер SM2259XT2 от Silicon Motion, представляющий обновлённую версию SM2259XT.
В данном случае это одноядерный контроллер, то есть в нём за управление NAND-памятью отвечает всего одно ядро, имеющее 32-битную архитектуру ARC, а не привычную ARM. Рабочая частота контроллера достигает 550 МГц, но по следующему скриншоту мы увидим, что в этом проекте он работал при 437,5 МГц.
Контроллер также поддерживает 2 канала связи со скоростью шины до 800 МТ/с. При этом каждый канал может выполнять до 8 команд Chip Enable, что позволяет контроллеру взаимодействовать с 16 кристаллами одновременно, используя технику чередования.
Этим он и отличается от своего предшественника, SM2259XT, который поддерживал 4 канала, 4 команды Chip Enable и взаимодействие максимум с 16 кристаллами NAND.
▍ DRAM Cache или H.M.B.
Любому топовому SSD, который стремится обеспечить последовательно высокую производительность, требуется буфер для хранения таблиц сопоставления (Flash Translation Layer). Это позволяет повысить производительность и отзывчивость.
Поскольку SATA SSD не имеет DRAM-буфера, он не поддерживает буфер памяти хоста (Host Memory Buffer, HMB).
▍ NAND Flash
Что касается самого хранилища, то наш SSD на 500 ГБ содержит 2 микросхемы NAND с маркировкой NY240, которая при декодировании превращается в модель N48R компании Micron с номером MT29F2T08GELCEJ4-QU:C (имеется ввиду один кристалл, которых в каждой микросхеме 2), — прим. пер.). В данном случае это кристаллы ёмкостью 1 Тб (128 ГиБ), содержащие 176 слоёв данных и 195 затворов, обеспечивающих общую эффективность 90,2%.
В нашем SSD каждая микросхема NAND Flash содержит 2 кристалла ёмкостью 1 Тб, что даёт 256 ГБ. То есть всего мы имеем 500 ГБ. С контроллером они взаимодействуют при скорости шины 262,5 МГц (525 МТ/с), что значительно меньше возможностей NAND. Эти кристаллы N48R могут работать при скорости 800 МГц (1 600 МТ/с).
Есть несколько причин для их медленной работы, например, производитель решил снизить энергопотребление и нагрев. А может, эта партия микросхем не проходит контроль качества Micron при более высоких частотах или также имеет меньшую долговечность, что обычно приводит к снижению стоимости NAND-памяти.
▍ Программное обеспечение для проекта
Поскольку это контроллер Silicon Motion, мы будем использовать их же популярный инструмент MPTools. Стоит отметить, что такое ПО не предоставляется производителем, а утекает через инсайдеров и размещается на русских или китайских форумах.
Для этого проекта мы задействуем SMI SM2259XT2 MPTool FIMN48 V0304A FWV0303B0, так как он совместим с контроллером и микросхемами памяти.
Прежде чем вносить модификации, нужно выяснить некоторые параметры SSD, чтобы их сохранить. Значения, которые мы будем устанавливать, являются пресетом от другого SSD, который может иметь свои параметры. Нам нужно получить информацию о:
- Flash IO Driving и соответствующих подразделах;
- Flash Control Driving;
- Flash DQS/Data Driving.
Для этих параметров используются шестнадцатеричные значения, которые должны меняться в соответствии с нужной скоростью, которую мы настроим.
У накопителя есть и многие другие параметры вроде:
- Control ODT (On-die Termination);
- Flash ODT (On-die Termination);
- Schmitt Window Trigger;
Для их получения нужно перейти на главный экран MPTools:
Затем кликнуть Scan, чтобы просканировать все совместимые накопители в системе:
После этого, если всё пройдёт гладко, SSD будет показан на порту 1. Напомню, что пока переводить SSD в режим Safe Mode/ROM Mode не нужно.
Теперь дважды кликаем по синей надписи Ready (FW: M6CR061, MN48R), чтобы открыть следующий экран с информацией об SSD:
Далее нужно кликнуть по Card mode и CID Settings, чтобы увидеть все параметры, установленные на SSD с завода.
Помимо этих параметров, здесь мы также видим скорость контроллера и NAND-памяти, которую ради чистоты сравнения оставим неизменными.
▍ Применение конфигурации
Сначала нужно кликнуть Edit Config в верхнем правом углу. По умолчанию установлен пароль «space 2x», то есть буквально « ».
После включения возможности настройки, мы сначала дадим нашему проекту имя, которое введём в поле Model Name. Я назвал его «SSD SLC Test».
Далее добавим к этой новой прошивке тег. В красной рамке под номером 3 нужно выбрать поле Firmware Version и ввести значение на своё усмотрение. Я в качестве примера указал «SSD-SLC».
Далее мы подходим к одной из важнейших частей, посвящённой целостности сигнала. Все эти параметры очень чувствительны и требуют точной настройки.
Начнём с верхних двух, Flash Control Driving (Hex) и Flash DQS/Data Driving (Hex). Как мы видели на предыдущих скриншотах, эти параметры сопровождаются значениями 66 в шестнадцатеричной системе. Их мы оставим:
Далее перейдём к частотам. На скриншоте ниже показана установка двух их значений. В этой программе частота CPU по умолчанию установлена на 500 МГц, а NAND на 250 МГц. Частота NAND слегка повысится, а CPU — понизится. В целях справедливого сравнения я не буду их здесь разгонять. Далее мы оставим Output driving со значением 03H, отражающим сигнал, максимально близкий к 04H, который был у SSD.
Осталось разобраться с тремя последними настройками: Flash ODT, Control ODT и Schmitt Window. Для этих параметров мы устанавливаем значения, обведённые красным.
Хорошо, вот мы и подошли к завершению очередного этапа. Следующий шаг начнётся с изменения ПО, поскольку по умолчанию эта версия MPTools не поддерживает нужные нам изменения.
Сначала переходим в папку UFD_MP, расположенную в корневом каталоге.
В ней нужно найти файл конфигурации Setting.set и открыть его блокнотом Windows.
Внутри понадобится внести два изменения. Первое коснётся параметра
ENFWTAG=1 в разделе [Function]. Его значение нужно установить на 0.
Второе изменение производим в разделе
[Option], а именно добавляем дополнительный параметр: EnSLCMode=1. Затем закрываем файл и заново открываем MPTools.
После запуска программы видно, что в разделе Select Procedure теперь есть опция Force SLC Mode, которую нужно включить. Но давайте не будем спешить, потому что ещё не закончили настройку. Нет смысла пытаться записать эту новую прошивку на SSD, если он всё равно продолжит работать в своём штатном режиме, будь то TLC или QLC.
Теперь мы достигли важного этапа, который актуализирует все внесённые изменения. Нам нужно перенести файлы загрузки и инициализации прошивки из каталога в корне MPTools в другой каталог программы.
Сначала возвращаемся в корневой каталог MPTools и открываем каталог Firmware.
В нём находим каталог 2259, который относится к контроллеру SM2259XT2 нашего SSD. Внутри этого каталога должен присутствовать другой каталог, IMN48, а также файл конфигурации и файл параметров.
Заходим в IMN48, где находим множество файлов и других каталогов.
Здесь открываем каталог 00 и выбираем всё его содержимое.
Далее копируем (не вырезаем) всё это в предыдущий каталог
00, который в итоге будет выглядеть так:
Затем заходим в каталог XT2 и копируем из него файл BootISP2259.bin в тот же каталог 00.
Далее копируем все эти файлы в каталог уровнем выше, 2259:
Важно! Эта процедура с файлами предназначена конкретно для комплекта SM2259XT2 + NAND N48R.
Для других SSD с иными микросхемами памяти процедура та же, но меняются имена каталогов. Каталоги N48 будут названы в соответствии с производителем памяти, как показано в примере ниже с SSD на базе контроллера SM2259XT2 и памяти KIOXIA BiCS5.
P.S.: некоторые модели NAND могут не быть на 100% совместимыми. Пока что я проводил тестирование только с продуктами Intel и Micron.
Теперь вернёмся в MPTools и снова перейдём в раздел Parameter, чтобы проверить внесённые изменения.
Если всё верно, переходим в раздел Test и далее в Parameter, представляющий главный экран программы. Теперь нужно перевести SSD в режим ROM и снова закрыть ПО.
▍ Насколько увеличился срок службы?
Чтобы точно вычислить ресурс накопителя, нам потребуется следующая информация:
- Write Amplification Factor (Коэффициент усиления записи)
- NAND: Program/Erase Cycle (цикл программирования/стирания)
- SSD Capacity (ёмкость)
Располагая этими тремя параметрами, мы можем вычислить TBW (terabytes written, количество терабайтов, которые SSD может записать за весь срок службы), но нужно иметь ввиду, что это значение будет приблизительным. Для более точных расчётов потребуется использовать уже более сложные параметры JEDEC JESD218A вроде Wear-Leveling Efficiency (W.L.E., эффективность выравнивания износа).
Используя эти простые вычисления для SSD в штатном режиме, мы получим показатель TBW равный 120 ТБ, а Program/Erase Cycle для микросхем N48R в районе 900 P.E.C. Откуда я это узнал? Мне удалось получить доступ к спецификации NAND-памяти. Опираясь на эту информацию, можно посредством следующих расчётов прийти к описанному ниже заключению:
120 TB (TBW) = (900 P.E.C. x 0.5 TB)
———————-
X (W.A.F)
X = 3.75 W.A.F.Мы видим, что на основе этих данных показатель WAF нашего SSD в его штатном состоянии будет достаточно высок — в районе 3,75 — при тестировании в практических сценариях он оказался ближе к 3,8.
А теперь в режиме pSLC параметры меняются. Согласно спецификации, NAND на основе этого кристалла может выдержать до 60 000 циклов P/E, после чего его ёмкость падает до 0,12 Тб (120 ГБ). Когда я произвольным образом тестировал этот SSD, то заметил, что его WAF оказался ниже 2, что привело к значительному повышению TBW.
X TB (TBW) = (60.000 P.E.C. x 0.12 TB)
———————-
1.8 (W.A.F)
X = 4000 TB (TBW)Здесь наблюдается существенный прирост TBW — от 120 ТБ (500 ГБ QLC) до 4,000 ТБ (120 ГБ pSLC), что составляет более 3333%.
▍ Тестовый стенд
- Операционная система: Windows 11 Pro 64-bit (Build: 23H2)
- Процессор: Intel Core i7 13700K (5.7GHz на всех ядрах) (технология E-cores Hyper-threading отключена)
- RAM: 2 × 16 GB DDR4-3200MHz CL-16 Netac (c/XMP)
- Материнская плата: MSI Z790-P PRO WIFI D4 (Bios Ver.: 7E06v18)
- GPU: RTX 4060 Galax 1-Click OC (Драйверы: 537.xx)
- (Накопитель с ОС): SSD Solidigm P44 Pro 2TB (Прошивка: 001C)
- Тестируемый SSD: SSD BX500 “SLC-Test” 2TB (Прошивка: моя кастомная)
- Драйвер чипсета Intel Z790: 10.1.19376.8374.
- Windows: индексирование отключено, чтобы исключить его влияние на результаты теста.
- Windows: обновления отключены для избежания влияния на результаты теста.
- Windows: для большинства приложений Windows отключено фоновое выполнение.
- Загрузка Windows: чистый образ только с драйверами.
- Тестирование pSLC Cache: SSD охлаждается вентиляторами для предотвращения троттлинга из-за перегрева, который бы повлиял на результаты тестирования.
- Windows: антивирус отключён для минимизации варьирования результатов между итерациями теста.
- Тестируемый SSD: используется в качестве дополнительного накопителя; тесты выполняются сначала при задействовании 0% ёмкости, а затем в целях имитации реалистичного сценария — при задействовании 50% ёмкости.
- Quarch PPM QTL1999 — тест потребления питания. Определяет три показателя — в простое, когда накопитель используется в качестве вторичного, при максимальной нагрузке в течение часа активного использования и среднее потребление на основе этих величин.
▍ CRYSTALDISKMARK
Мы выполнили синтетические тесты последовательных и случайных операций чтения/записи на следующих конфигурациях:
- Последовательные: 2x 1 ГиБ (блоки 1 МиБ), глубина очереди 8, 1 поток
- Случайные: 2x 1 ГиБ (блоки по 4 КиБ), глубина очереди 1, 1/2/4/8/16 потоков
В последовательных сценариях разницы практически нет, поскольку даже с pSLC Cache наш SSD уже достигает своей максимальной пропускной способности и установленных производителем скоростей. Плюс это всё же быстрый тест, в более обширном и тяжёлом бенчмарке мы увидим уже ощутимую разницу.
В плане задержки наблюдается значительное падение, поскольку, когда SSD находится в простое, его микросхемы NAND при начале записи или чтения работают в штатном режиме, которым является QLC, и пока они не будут перепрограммированы в SLC, будет присутствовать определённая задержка. Если же SSD находится полностью в режиме pSLC, эта задержка значительно снижается, так как находится он в нём постоянно.
То же самое происходит и со скоростью случайной записи: в этих тестах мы наблюдаем более значительную разницу по сравнению со скоростью последовательных операций, в которых отличие было ничтожным.
Это же происходит в QD1; мы видим, что при чтении SSD демонстрирует прирост скорости в 16%, а при записи — намного больший прирост, превышающий 30%.
▍ ATTO Disk Benchmark QD1 и QD4
Мы провели тестирование с помощью ATTO, чтобы пронаблюдать скорость SSD при различных размерах блоков. В этом бенчмарке конфигурация была следующей:
- Размер блоков: от 512 байт до 8 МиБ;
- Размер файла: 256 МБ;
- Глубина очереди: 1 и 4.
ATTO Disk Benchmark — это программа, тестирующая последовательные операции записи/чтения сжатых файлов. В связи с этим при моделировании работы в условиях передачи файлов, как в Windows, мы преимущественно наблюдаем размер блоков от 128 КБ до 1 МБ. Сейчас мы наблюдаем, что SSD в режиме pSLC превосходит SSD в штатной конфигурации при всех размерах блоков, что снова впечатляет.
Тот же паттерн повторяется при глубине очереди 1, хотя разница в размере некоторых блоков в сравнении с глубиной 4 оказалась меньше.
▍ 3DMark — Storage Benchmark
Этот бенчмарк состоит из выполнения различных связанных с хранилищем тестов, включая загрузку игр вроде Call of Duty Black Ops 4, Overwatch, запись и потоковую передачу геймплея через OBS при 1080p 60 FPS, установку игр и копирование их файлов.
Этот набор тестов, сосредоточенный на типичных вариантах использования, демонстрирует, что даже в таких приближённых к реальности сценариях присутствует заметная разница в производительности, особенно по части задержки. Хотя в подобных «облегчённых» сценариях это может быть не очень заметно.
▍ PCMARK 10 — полный бенчмарк системных дисков
В этом тесте инструмент Storage Test использовался совместно с Full System Drive Benchmark, который проверяет SSD с помощью лёгких и тяжёлых тестов.
Среди них:
- Загрузка Windows 10;
- Adobe After Effects: запуск приложения до момента его готовности к работе;
- Adobe Illustrator: запуск приложения до момента его готовности к работе;
- Adobe Premiere Pro: запуск приложения до момента его готовности к работе;
- Adobe Lightroom: запуск приложения до момента готовности к работе;
- Adobe Photoshop: запуск приложения до момента готовности к работе;
- Battlefield V: время загрузки до начального меню;
- Call of Duty Black Ops 4: время загрузки до начального меню;
- Overwatch: время загрузки до начального меню;
- Использование Adobe After Effects;
- Использование Microsoft Excel;
- Использование Adobe Illustrator;
- Использование Adobe InDesign;
- Использование Microsoft PowerPoint;
- Использование Adobe Photoshop (интенсивное);
- Использование Adobe Photoshop (лёгкое)
- Копирование 4 файлов ISO общим объёмом 20 ГБ на дополнительный накопитель (тест записи);
- Копирование файлов ISO (тест чтения-записи);
- Копирование файла ISO на дополнительный накопитель (чтение);
- Копирование 339 файлов JPEG (фото) на тестируемый накопитель (запись);
- Создание копий этих файлов JPEG (чтение-запись);
- Копирование 339 файлов JPEG (фото) на другой накопитель (чтение).
В этом сценарии, представляющем практический бенчмарк с чуть большим акцентом на записи по сравнению с 3DMark, можно заметить фактическую разницу при типичном повседневном использовании, которая оказалась кардинальной, практически двойной.
▍ Adobe Premiere Pro 2021
Далее мы измерили, сколько времени потребуется Adobe Premiere, чтобы открыть проект размером около 16,5 ГБ — с разрешением видео 4К, битрейтом 120 Мб/с и множеством эффектов — до момента его готовности для редактирования. Стоит отметить, что тестируемый SSD всегда использовался как дополнительный накопитель без операционной системы, поскольку иначе это могло повлиять на результаты, вызвав непоследовательные показатели.
По графику видно, что ввиду последовательной природы считывания данных проекта разница получилась минимальной. Наблюдалась лишь вариация между итерациями теста.
▍ Время загрузки Windows и игр
Мы сравнили работу SSD с pSLC Cache и в режиме pSLC, используя бенчмарк Final Fantasy XIV.
Время загрузки игры получается одинаковым, поскольку ограничителем здесь выступает её API, который отличается от DirectStorage. Этот API не оптимизирован в достаточной степени, чтобы мы могли заметить ощутимую разницу.
То же самое можно сказать про Windows 11, поскольку, хоть это и новая система, она не может задействовать те возможности, которые мы применили к SSD.
▍ SLC Caching
Во многих современных SSD используется технология SLC Caching, при которой определённый процент хранилища накопителя, будь то MLC (2 бита на ячейку), TLC (3 бита на ячейку) или QLC (4 бита на ячейку), используется для хранения только 1 бита на ячейку. В данном случае эта часть служит буфером чтения/записи, в котором контроллер начинает запись, а когда буфер опустошается, он начинает писать во внутреннюю флэш-память (MLC/TLC/QLC).
С помощью IOmeter можно получить представление об объёме кэша SLC нашего SSD, поскольку производители редко предоставляют эту информацию. Исходя из проведённых тестов, мы выяснили, что объём этого кэша динамический и относительно небольшой, а именно 45 ГБ. Накопителю удалось поддерживать среднюю скорость в районе 493 МБ/с до опустошения буфера, что можно считать хорошим показателем для SATA SSD.
Тем не менее после записи 45 ГБ начинается процесс свёртывания (folding), поскольку SSD выделил всё своё пространство, доступное для работы в качестве pSLC. Вот здесь-то и обнаруживается истинная Ахиллесова пята SSD на основе QLC. Далее скорость устойчиво держалась на достаточно низком уровне в районе 50 МБ/с.
Теперь, когда мы преобразуем этот SSD в pSLC, то видим, что он записывает весь свой объём 120 ГБ при средней скорости в 498 МБ/с. Чтобы дополнительно в этом убедиться, мы записали на него 500 ГБ — и даже в этом случае он перезаписал своё хранилище более 4 раз при почти 500 МБ/с.
Как видно по графику выше, мы усреднили скорость записи, объединив её показатели в режиме pSLC Cache, при свёртывании и в штатном состоянии. Очевидно, что разница оказалась кардинальной, практически 10-кратной.
▍ Тест копирования файлов
В этом тесте файлы ISO и CS:GO копировались с RAM Disk на SSD. Использовалась система Windows 10 21H1, ISO размером 6,25 ГБ (1 файл) и установочный каталог CS:GO размером 25,2 ГБ.
В более реалистичном тесте вроде этого разницы не наблюдается, поскольку базовый объём кэша SLC больше размера тестируемого файла.
И даже более крупный каталог оказывается меньше размера кэша. Я не провожу тестов с более массивными файлами, потому что использую RAM Disk, и всё упирается в объём доступного RAM, который в моей системе составляет 32 ГБ.
▍ Тест нагрева
В этом разделе мы пронаблюдаем температуру SSD во время стресс-теста, когда он непрерывно получает файлы. Нашей целью будет определить, возникнет ли температурный троттлинг внутренних компонентов, который может создать узкое место или вызвать падение быстродействия.
SSD даже не нагревается, поскольку это модель с низким энергопотреблением, о чём нам сообщит следующий анализ, и я считаю, что показания сняты именно с датчика NAND Flash.
▍ Потребление энергии и эффективность
SSD, как и многие другие компоненты в нашей системе, потребляют определённое количество энергии. Самые эффективные могут выполнять задачи быстро при относительно низком потреблении, скорее возвращаясь в состояние простоя, в котором энергии им требуется минимум.
В этом разделе для выполнения тестов и определения эффективности нашего SSD мы используем Quarch Programmable Power Module (программируемый модуль питания), предоставленный компанией Quarch Solutions. Эта методика подразумевает проведение трёх тестов: измерение максимального потребления энергии, вычисление среднего потребления энергии в практических сценариях, а также измерение её потребления в периоды простоя.
Этот набор тестов, особенно связанных с эффективностью и потреблением энергии в простое, важен для тех, кто планирует использовать твердотельные накопители в ноутбуках. SSD бо́льшую часть времени проводят в состоянии покоя, поэтому понимание их характеристик энергопотребления позволит спрогнозировать влияние этих компонентов на расход заряда батареи и общую энергоэффективность устройства.
Тесты показывают, что наша модификация значительно повысила эффективность накопителя. Подтверждается это тем, что вопреки невысокому энергопотреблению, на которое укажет следующий тест, скорость в МБ/с была очень высока.
Поскольку бенчмарк существенно превысил объём кэша в 45 ГБ, приличную часть времени он выполнялся при низкой скорости менее 55 МБ/с, что привело к низкой эффективности. В режиме pSLC он смог записать вдвое больше своего объёма и продемонстрировал даже меньшее энергопотребление, чем в режиме QLC. При этом его пропускная способность не падала. Всё это привело к значительной разнице в энергопотреблении.
Несмотря на то что для этого SSD изначально характерен низкий аппетит, при переводе в режим pSLC мы наблюдаем ещё большее его снижение. Так происходит, поскольку NAND-память на основе SLC имеет всего два логических уровня, в связи с чем пороговое напряжение, необходимое для протекания электронов в канал затвора каждой ячейки, меньше. И напротив, NAND-память типа QLC имеет 16 логических уровней, а значит, требует более высокого порогового напряжения. Это и объясняет разницу в потреблении энергии.
То же самое мы видим в среднем показателе для обоих SSD.
И последнее, но не менее важное — тест в простое. Он показывает сценарий, в котором функционирует подавляющее большинство SSD при обычном использовании. Здесь мы видим, что энергопотребление оказалось ещё более низким. Тоже положительный момент.
▍ Какие из всего этого можно сделать выводы?
Ещё раз подчеркну важность осторожности при выполнении этой процедуры, так как при малейших ошибках она реально может навредить. Тем не менее мы видим, что в некоторых сценариях достигается значительная разница. Ну а в плане срока службы разница огромна!
Telegram-канал со скидками, розыгрышами призов и новостями IT ?
Комментарии (69)
maikuss
26.05.2024 10:21+3Прошу заранее прощения, если вопрос неграмотный. Но можно ли таким образом попробовать восстановить работу накопителя qlc , который уже начал давать сбои?
vesper-bot
26.05.2024 10:21Теоретически да. Так как QLC требует, чтобы утечка заряда из ячейки не превышала 1/15 максимума, а SLC примерно 1/3, то те ячейки, который в QLC сбойные, могут не оказаться таковыми при работе в SLC. Естественно, данные с харда всё равно надо будет скопировать заранее, и потом его надежность будет под большим вопросом, но сколько-то ещё прослужит, работая диском вчетверо меньшей ёмкости (но быстрее и возможно ещё и надёжнее, чем когда был QLC).
NutsUnderline
26.05.2024 10:21+15Меня в подобных историях всегда интересует как пришли к результаттам. Ну откуда вот он узнал про хитрую настройку в .ini - отреверсили софт, покопались на специализированном китайском форуме....
А вообще так одна две китайские фирмы делают такие накопители: "превращают" в mlc и slc
acc0unt
26.05.2024 10:21+12Ковыряние в настройках и конфигах разных версий честно украденного у производителей софта (утекают такие вещи обычно с заводов в Китае), реверс этого софта, реверс прошивок, и добрые советы от голосов в голове.
CaptGg
26.05.2024 10:21+10Превращение в MLC (2b) было бы интересно. Такие накопители все еще обладают достаточным запасом надежности и производительности, чтобы не выходить из строя до морального устаревания при любом темпе использования, но обладают вдвое больше памятью.
А SLC выглядит избыточным вне каких-то специфических промышленных решений.
kryvichh
26.05.2024 10:21+2Режим SLC выглядит привлекательным из-за ненужности кэширования записей. Т.к. весь диск становится SLC, а не только область кэша. Для особо критических данных пойдёт. Хотя я по старинке доверяю такие данные HDD без новомодных фишек типа черепичной записи и гелия. Они работают десятилетиями, и если начнут глючить заранее будет видно.
NotSlow
26.05.2024 10:21Интересно лишь с точки зрения "смотри как могу", но с практической толку ноль...
TBW для s3700:
100GB: 1.83 PBW
200GB: 3.65 PBW
400GB: 7.30 PBW
800GB: 14.60 PBWдля s3710:
200GB: Up to 3.6 PB
400GB: Up to 8.3 PB
800GB: Up to 16.9 PB
1.2TB: Up to 24.3 PBСейчас в ноуте один из таких, 2ПБ записано и на покой диск еще не собирается:
С каких соображений брать за те же (или даже большие деньги) диск с ресурсом 120tbw не представляю
Psychosynthesis
26.05.2024 10:21+7Интересно где вы такие данные по интелу нашли.
В их официальной спеке есть только вот такая вот пометка:
Mean Time Between Failures (MTBF):
2 million hoursЧто, конечно, много, но о циклах перезаписи ничего толком не говорит. Да и размерность в вашем примере какая-то странная.
Но ладно, допустим у него размерность TBW петабайты. Что там на амазоне за 20 баксов продают вообще одному богу известно, написано же pre-owned, у него может быть 90% ресурса запросто сожрано, модели больше 10 лет. А новый такой порядка 400 доларов стоит, против ~70 баксов у крюши.
Так что смысл есть, как ни крути. Я бы в целом с удовольствием купил себе с пяток дисков бюджетных, которые щяс продают по 1Тб, если б из них можно было вот так запросто сделать SLC пусть даже на 200 гб, но с увеличенным в несколько раз TBW.
NotSlow
26.05.2024 10:21+1
Что там на амазоне/ebay - можно не скромничать, а написать продавцу и все выяснить. Ровно также как и на авито.
Мой с 2пб какраз с ebay и есть.
Согласен что может попасться и в более хужем состоянии, как и в более лучшем. Но учитывая гигантский ресурс, считаю что можно смело и слепо брать - с 99% вероятностью все с ним будет ок и проработает еще не один год. Ну и конечно лучше брать емкостью по-больше т.к. чем больше, тем этот самый ресурс выше. 100-200гб не рассматривал бы... хотя конечно смотря куда.
Psychosynthesis
26.05.2024 10:21Интересные у вас вероятности)
Особенно учитывая график TBW, экспоненциальный к концу.
DGN
26.05.2024 10:21+3И учитывая такое явление, как бывший некогда популярный майнинг на HDD, убивающий самые выносливые накопители. Предусмотрительные люди, не добивали их до 99% износа, а несли на барахолку заранее. Я бы без смарта не стал брать.
cerebrum666
26.05.2024 10:21+4Я бы без смарта не стал брать.
Да и смарт при перепрошивке можно затереть.
DGN
26.05.2024 10:21+1Не встречал такое. А есть какие прецеденты, чтобы запиленный SSD продавали за новый? Обычная перепрошивка сохраняет smart.
riv9231
26.05.2024 10:21+1На сайте ark.intel.com можно вбить модель и там будут указанные значения pbw несмотря на то что в приведенной вами спецификации их нет. Зато там есть другое: Endurance Rating 10 перезаписей всего объёма накопителя в день в течении 5 лет (5 лет как раз их срок гарантии)
Psychosynthesis
26.05.2024 10:21Да, и как я уже говорил, это актуально лишь для нового SSD, который стоит порядка 500$, а тот который в статье примерно раз в 10 меньше.
ahabreader
26.05.2024 10:21Я бы в целом с удовольствием купил себе с пяток дисков бюджетных, которые щяс продают по 1Тб, если б из них можно было вот так запросто сделать SLC пусть даже на 200 гб, но с увеличенным в несколько раз TBW.
Я бы в целом с удовольствием купил
Это невозможно - такая мысль может существовать только без практического намерения купить этот пяток дисков. Ведь при наличии намерения откроется много более дешёвых способов увеличить ресурс в несколько раз.
Но лучше скажу о другом - вот вы боитесь, что у того интела может остаться 10% ресурса (точнее, гарантийного ресурса). А это всё равно примерно в 8 раз больше, чем у BX500 из статьи.
В спеках у интела есть и надёжность (MTBF), и гарантийный ресурс (DWPD@5лет), первое о втором ничего не говорит. И в MTBF всегда какие-то большие цифры, их ещё надо приготовить (перевести в AFR). 228 лет MTBF - это такой странный способ сказать, что в год в среднем отказывает 1-exp(-1/228) = 0.4% дисков. Странный - потому что из него не следует, что хотя бы один диск проживёт 200 лет. Или 100. Или 10. Их можно все окирпичивать через 5 лет и 228 лет MTBF для них всё равно останутся верны. DWPD пересчитывается в TBW. Terabytes Written измеряется в терабайтах, а Petabytes Written измеряется в петабайтах, потому что уже понятно почему.
Psychosynthesis
26.05.2024 10:21А это всё равно примерно в 8 раз больше, чем у BX500 из статьи.
Ну во первых это не так. У интела TBW их расчитываются по JESD218, которая подразумевает экстраполяцию результатов. А у модифицированного BX500 из статьи рассчитан потолок исходя и гарантированного времени работы микросхем.
А во-вторых я не очень понимаю что вы мне вообще хотели сказать и почему пишите именно мне. Я ничего не боюсь, для меня все эти диски говно с точки зрения надёжности, это просто данность, а не мои опасения. А уж про то какие мысли у меня с какими намерениями могут существовать - это и вовсе, извините чушь собачья и не ваше дело.
То, что при изменении режима работы ячейки с QLC на SLC она работает надёжнее - это просто факт, об этом и статья и комментарии. Мне это понятно, человеку, который желает купить интел из-за шильдика интел - нет, вот и всё о чём тут написано.
A_Green
26.05.2024 10:21+3Лежат на полочке несколько SSD INTEL, купленных как раз в мечтах о надёжности... Отработали как системные в сервере видеонаблюдения меньше двух лет.
Система не грузится, в биос не определяется. Но если подключить вторым, то родной софт от INTEL диск видит, тестит, проблем не видит (!).
Перепрошить не даёт, говорит прошивка последняя, идите отсюда...
Экстренно, вместо этих, были куплены в ларьке диски AData - так они продолжают работать наверное третий год.
"В наше время верить нельзя никому..."
NotSlow
26.05.2024 10:21ключевое "ssd intel", а не указание конкретных моделей.
так же можно и про "hdd wd" и про что угодно сказать.
у каждого бредна есть как откровенный фуфел, так и очень крутые вещи.
но в целом мне все равно, никого не заставляю, просто пишу о своем опыте. за лет 10 было в пользовании 5+ шт одних лишь s3700/s3710. и дома, и в сервере и в raid-0... годами работали и успешно потом продавались.
аналогичный по выносливости nvme аналог - p3700. тоже были 400, 800 и 2тб модели. я их не насиловал, про максимальный ресурс не скажу, но чтоб через 2 года перестало работать - такого не было ни с одним.
но конечно если брать более простые s3500 какие-нть или вообще "домашние" 320/520 или какие там есть, не особо в курсе, то конечно они не на много надежней остальных. но разве это повод ставить крест на топовых моделях?
wd green/blue тоже диски не выдающиеся по надежности, но кто вам виноват, что думаете мол я беру "wd" и значит он будет сверхнадежный. вовсе нет. wg gold один кстати тоже имеется в хозяйстве и тоже брался б/у с немалым пробегом. и также уже не один год работает себе без проблем.
santjagocorkez
26.05.2024 10:21А как два чипа по 128ГБ в сумме начинают давать 500ГБ емкости накопителя в сборе?
acc0unt
26.05.2024 10:21+1Две микросхемы, но у каждой из них по два CE. То есть внутри одной микросхемы два чипа.
santjagocorkez
26.05.2024 10:21Но по тексту статьи было 1Тбит на готовый пакет, исходя из маркировки, а не на каждый чип в составе пакета. Если же это не так, то текст статьи кривой.
Что касается самого хранилища, то наш SSD на 500 ГБ содержит 2 микросхемы NAND с маркировкой NY240, которая при декодировании превращается в модель N48R компании Micron с номером MT29F2T08GELCEJ4-QU:C. В данном случае это кристаллы ёмкостью 1 Тб (128 ГиБ)
Тут либо надо сделать пометку, что расшифровка дала отдельный кристалл в составе пакета, который промаркирован NY240, либо следующий абзац вообще вырван из контекста и не следует из процитированного.
Иными словами: из чего следует, что кристаллов на чип два, а не один или четыре или любое другое количество?
strvv
26.05.2024 10:21Может 128Гб в SLC, 256Гб в MLC, 512Гб в TLC, 1Тб в QLC
Но при этом зазор на ошибки (гистерезис) у них при повышении объема каждый раз падает вдвое, и соответственно область неопределенности, когда возможна ошибка становится больше.
adron_s
26.05.2024 10:21А этим софтом получается и серийник накопителя менять можно?
acc0unt
26.05.2024 10:21+6И серийник, и производителя, и много чего ещё. Потому что именно такой софтиной пользуются на фабриках в процессе производства накопителей.
Если версия софта поддерживает твой контроллер и твою память, то ты можешь делать практически всё, что мог делать родной завод.
Аналогичным софтом мошенники делают из флешек на 2 гигабайта флешки на 2 терабайта.
action5
26.05.2024 10:21Аналогичным софтом мошенники делают из флешек на 2 гигабайта флешки на 2 терабайта.
Это сейчас прям бич. Но с USB флешками и ссд ситуацию можно исправить и вернуть реальный размер.
Но вот ктобы сказал как это проворачивают и главное как исрпавить фейковый размер на microSD и других монолитных флешках. :-(
acc0unt
26.05.2024 10:21Монолитная флешка от обычной флешки не отличается. А вот с microSD всё худо.
Если флешки и SSD чаще всего шьются на заводе через обычные ПК, то microSD часто требуют специальных программаторов. Ни софта, ни железа для этого почти не утекает.
action5
26.05.2024 10:21вы зачем-то проигнорировали что я USB вынес в ОТДЕЛЬНУЮ категорию которых можно исправить. Включая МОНОЛИТНЫЕ USB. А вот монолитные НЕ USB это соврешенно иной мир.
И пока мое примитивное понимание говорит что фейковые флешки делают (заказывают) из отбраковки на ЗАВОДЕ ИЗГОТОВИТЕЛЕ. слишком уж сложен тех процесс...слишком их много чтобы перешивать... опятьже на них надписи и упаковка...
Не первй раз слышу про "спец" программаторы но в реальности не видел и не слышал. Раз программатор мог бы добраться по обычным интерфейсам то уже бы нашли лазейку.
VelocidadAbsurda
26.05.2024 10:21+5Программирование MicroSD требует отправки нестандартных команд на уровне SD интерфейса, что в общем случае (карта вставлена в произвольный, наперёд не известный авторам софта, кардридер) невозможно. По этой самой причине на заводах и используются специализированные интерфейсы. Как-то попадалось исследование заводского софта для контроллеров Appotech, так там в составе софта была прошивка для некоторого невиданного программатора на базе 8051 микроконтроллера от того же Appotech, тот управлялся софтом по USB и слал в SD интерфейс нужные команды.
action5
26.05.2024 10:21забавно. вы врде бы и подтверждаете и опровергаете то что я говорил. в то же время тоже самое делаете и с производителем, пиратами итп))
Если нужны всеголишь КОМАНДЫ на уровне СТАНДАРТНОГО SD интерфейса то тогда понятно как пираты это делают. Но в реальности никто не может этого сделать. Никто за столько лет так и н е получил эти команды что я считаю странным.
Тут же вы говорите что на заводе используются специализированные интерфейсы (хотя говорили что требуются SD для программирования)
Опятьже о каком заводе речь? Подпольный цех на коленке микро сд не сделает. ЕГо может сделать только ИЗВЕСТНЫЙ завод.
-
Флешка на известном заводе даже если используются специинтерфейсы на этапе производства (ДО того как флешку закрасят и залакируют) идет пиратам уже конечным продуктом.
Вот и получается что снова гадания на кофейно гуще.
Я где только вопрос не задавал. даже вцентрах по восстановлению данных. везеде текст примерно похожий, но по факту никто нчиего не знает. (не скрывает, именно не знает)
XenRE
26.05.2024 10:21Программирование MicroSD требует отправки нестандартных команд на уровне SD интерфейса, что в общем случае (карта вставлена в произвольный, наперёд не известный авторам софта, кардридер) невозможно.
Это не совсем так, даже скорее совсем не так. Контроллеры SD карт имеют вполне стандартный интерфейс, со стандартными драйверами в винде и линуксе, они поддерживают отправку произвольных команд. Еще виндовые драйвера не позволяют посылать произвольные команды, но это именно проблема драйверов, при желании можно и переписать их. А вот в линуксе есть стандартный API для отправки произвольных команд. Но нужен именно встроенный/PCI контроллер, USB переходники не подойдут (они эмулируют USB флешку и по дефолту умеют только читать/писать сектора).
В компах такое редко встречается, но можно использовать рутованный смартфон или планшет - там, как правило, стоят правильные контроллеры.
Проблема в том, что нет фабричных тулзов для работы с SD картами. Для USB - сотни, а для SD ни одной не видел. Была б тулза - можно было бы придумать как ее приконнектить.Как-то попадалось исследование заводского софта для контроллеров Appotech
Этот софт можно где-то скачать?
action5
26.05.2024 10:21да вот даже софт находился не поверите. не помню кконтроллер как назывался...
а! Chipsbank как минимум. и еще какието. А вот как с ними работать...загадка... я уже думал даже по интерфейсу SPI...но опять все глухо...
Psychosynthesis
26.05.2024 10:21Интересно как это провернуть для других дисков.
ipswitch
26.05.2024 10:21Для 75% дисков - тем же софтом. разве что подбирать параметры. SMI почти лидер по количеству дисков на своих контроллерах.
"Другой мир" - это Самсунги и WD/Sandisk. Там своё решение. И ещё остаются что-то типа Phison и OCZ, но на фоне SMI их почти нет
edo1h
26.05.2024 10:21+6что? фисонов нет? по их оценке у них больше 20% рынка, я склонен согласиться.
Zara6502
26.05.2024 10:21ну не знаю, все вокруг покупают на физонах, кому хочется зря деньги отдавать за что-то другое?
melodictsk
26.05.2024 10:21+1Было бы здорово так переделывать диски в MLC, а не только в SLC.
AlB80
26.05.2024 10:21+1Было бы классно так переделывать отработавшие своё диски. Снижать их ёмкость по мере увеличения шумов ячеек.
Alexwoodmaker
26.05.2024 10:21+2Но почему же SSD-накопители большого объёма до сих пор не вытеснили обычные жёсткие диски с рынка?
Всё очень просто. Мы ведь уже говорили о том, что от детских болезней SSD-технологий полностью избавиться пока не удалось. При развёртывании больших систем хранения данных учитывается риск, связанный с возможностью отказа накопителя. При расчётах оказывается, что ставить SSD больше 16 ТБ уже невыгодно из-за этих рисков.
Поэтому твёрдотельные накопители больше используют для хранения «горячих» данных, требующих быстрого доступа. А жёсткие диски сегодня остаются надежным и более выгодным решением для задач записи и хранения большого объёма «холодных» данных, для которых не требуются дорогостоящие, скоростные SSD.
Inan_Morgan_Sebynu
26.05.2024 10:21+2Интересный метод, но насколько он эффективен по скорости, надежности, например в сравнении с RAID 1 из двух SSD? RAID выглядит проще в настройке, а учитывая уменьшение итогового объема накопителя - сопоставимым по цене
BadDancer
26.05.2024 10:21+2Это не взаимозаменяемые вещи.
RAID 1 надежнее в том плане, что при отказе одного диска по любой причине система в состоянии продолжить работу, есть время на замену диска. Диск ведь может отказать не только из-за износа флеша, но и контроллер может умереть.
Если же не учитывать риск смерти контроллера, то под эквивалентной нагрузкой по записи диск SLC проживет в 30 раз больше, т.е. за время, пока помрет флеш у SLC, в RAID 1 из QLC будет заменено до 60 дисков.
По скорости зависит от характера нагрузки, в целом SLC будет быстрее, а если записываемые данные больше, чем размер SLC кэша на QLC диске - многократно быстрее.
Под систему и для игр лучше SLC, для БД на проде - RAID 1 из SLC.
И ни первое (RAID 1), ни второе (SLC) не отменяет бэкапов!strvv
26.05.2024 10:21+1Согласен, а у разных дисков разных производителей есть шанс нарваться на один и тот же чип-контроллер и умереть они могут одновременно. И райд-1 не спасёт.
ABy
26.05.2024 10:21+3Хочу поинтересоваться, а много аы видели SSD, которые умерли из-за износа ячеек памяти, а не сдохшего контроллера?
vesper-bot
26.05.2024 10:21А что такое "смерть от сдохшего контроллера"? Как по мне, если контроллер при холодном запуске не смог вычитать с диска (то есть из ячеек памяти) текущую конфигурацию системных областей, то диск все равно будет выглядеть мертвым, хотя сам чип контроллера в порядке. И пользователь эти виды смерти своего SSD различить не может.
rizer
26.05.2024 10:21+1Статья отличная. Но не раскрыли момент разгона. Интересно вырастет ли 4kQD1 чтение хотя бы до 80 мб/сек...
slava_golets
26.05.2024 10:21+1"...в режиме pSLC параметры меняются. Согласно спецификации, NAND на основе этого кристалла может выдержать до 60 000 циклов P/E, после чего его ёмкость падает до 0,12 ТБ (120 ГБ). "
Какая загадочная фраза. В режиме pSLC весь накопитель уже 120 ГБ. Каким образом ёмкость может "упасть" до 120 ГБ?
GrandGCH
26.05.2024 10:21Поскольку SATA SSD не имеет DRAM-буфера, он не поддерживает буфер памяти хоста (Host Memory Buffer, HMB)Если не ошибаюсь, то поддержка HMB не зависит от наличия DRAM буфера на самом NVME SSD, как пример безбуферный Samsung 980 (без постфиксов), а SATA HMB в принципе не поддерживает.
Neitr
26.05.2024 10:21Интересна конечная экономика этого метода.
То есть теряем в объеме в 4 раза (это повышение цены в 4 раза), но выигрываем в 8 раз в долговечности. Правильно я понимаю экономическая выгода в 2 раза в итоге?slava_golets
26.05.2024 10:21Оптимисты верили и в то, что у МММ нет проблем, а Хопер-Инвест - отличная компания. Но тестирование в реальном времени показало, что не всё так однозначно. Например, автор исходит из 60 тысяч циклов, а вот Силикон говорит, что 30 тысяч. https://www.silicon-power.com/web/ru/technology_detail-pslc
slava_golets
26.05.2024 10:21+1Вот, готовый pSLC, отборный, любительский! https://audiophilestyle.com/forums/topic/62753-nvme-ssd-designed-for-audiophiles/
Dmitriy57
А можно по подробнее за счёт чего увеличивается ресурс, изменится ли объём и про преобразование QLC в SLC? Это же вроде разные типы памяти не?
Lev3250
Да, объем изменится и об этом явно написано в статье. Много раз
Retifff
В статье написано КАК сделать, но кусочек теоретический части, ЧТО именно делается, не помешал бы.
yrub
возможно отключается slc кэш - обычно для ускорения записи данные пишутся в 2 захода, сналача в режиме slc, а потом утрамбовываются в qlc, т.е. можно избежать вот такого усиления записи. Почему qlc пишется медленее чем slc не знаю, может контроллеру сложнее формировать напряжение.
rPman
медленнее - потому что пишет дважды (причем вторая запись из кеша в память - медленнее в разы), но заметно это только когда sls кеш заканчивается а записи продолжают идти.
eimrine
Я понял так: для ячеек накопителя существуют два напряжения: Umin, Umax; первое из которых, грубо говоря, 0В, а второе из которых есть максимум который может выдержать ячейка; количество логических уровней это количество информации которую туда можно записать. Мы уменьшаем количество ненулевых уровней вольтажа с 4х до 1го, что понижает объём накопителя в 4 раза, конкретно в статье с 500Гб до 120Гб + какие-то сложные подробности о том куда делись ещё 20Гб.
Меня удивил вывод который я сделал из статьи, что наличие максимального вольтажа в ячейке схоже по разрушительности с литиевой батарейкой заряженной на 100% - можно, но как бы нежелательно. Здесь решение использует только Umin и Umin+1, разрешённое наличие двух следующих уровней контроллер будет игнорировать. Это объясняет существенный прирост TBW, но пока ещё не объясняет небольшое увеличение скорости.
mk2
Чтобы записать 4 байта, ячейка должна различать 2^4=16 уровней, т.е. 0 и 15 ненулевых.
funnycar
4 бита всё же.
AVKinc
Если qls хранит в одной ячейке 4 бита, то SLS один. Емкость уменьшается в 4 раза соответсвенно. Ресурс увеличивается за счет того что уровень ноля и единицы разделяются полной амплитудой напряжения на ячейке. И при деградации ячейки у нас все равно большой зазор в уровнях.
degster
Почему-то думал что в 16 раз меньше
AVKinc
4 бита - октет, в байте их два. То есть на байт нужно две ячейки в QLC. В SLC на байт восемь ячеек. 8/2=4
klirichek
Октет - это таки 8 бит. Ансамбль из 8 музыкантов называют так же. И в сетях передачи тоже используют вместо байта - чтобы подчеркнуть, что речь именно о 8-битовых символах. А 4 бита - ну, пусть будет "квартет".
AVKinc
Ну так то да, но это устоявшееся выражение.