Hybrydowe dyski SSD z pamięcią ReRAM - to będzie rewolucja!
Dyski flash nie osiągnęły oszałamiającej popularności nie tylko ze względu na cenę, lecz także z powodu wad technologicznych. Sytuacja może jednak niebawem się zmienić. Na horyzoncie rysują się nowe, hybrydowe dyski SSD, które będą dużo lepsze od aktualnie dostępnych. Wszystko dzięki wykorzystaniu pamięci ReRAM.
Dotychczas największą bolączką dysków SSD była, oprócz dość zaporowych cen i ich nie najlepszego stosunku do pojemności, ograniczona liczba cykli zapisu. W związku z tym użytkownicy, którzy nie mogli sobie pozwolić na nośniki z kośćmi NAND flash typu SLC lub eMLC, pozostawali przy szybkich dyskach twardych.
Wygląda jednak na to, że japońscy naukowcy z uniwersytetu w Chuo znaleźli receptę na ograniczoną żywotność dysków z modułami NAND flash typu MLC. Dzięki wykorzystaniu technologii through-silicon via (TSV) połączyli wielowarstwowo pamięć NAND flash z nieulotną pamięcią nowej generacji - ReRAM. Ma ona wiele zalet. Jej żywotność jest szacowana na ok. 100000 cykli zapisu (25-nm NAND flash mają 3000-5000), jest przy tym wielokrotnie szybsza i pobiera znacznie mniej energii. Aby właściwie wykorzystać kombinację NAND flash i ReRAM zaimplementowano kilka dodatkowych algorytmów:
- AF (anti-fragment) - zmniejsza on częstotliwość odwołań do pamięci NAND w trakcie zapisu. Niewielkie porcje danych są zapisywane w pamięci ReRAM i gdy zbierze się ich odpowiednia ilość (tj. strona), wówczas przepisywane są do modułów NAND. Oczywiście zdarza się, że nastąpi to wcześniej, jako, że pojemność pamięci ReRAM jest ograniczona.
- RAAF (reconsider as a fragmentation) - pozwala na efektywne nadpisanie niewielkiej porcji danych, która już została przeniesiona do pamięci NAND. Odpowiednia strona jest ponownie kopiowana do pamięci ReRAM. Pozwala to na uniknięcie fragmentacji w pamięci NAND.
- MRU (most recently used table) - część pamięci ReRAM jest wykorzystywana jako bufor dla danych, do których najczęściej występują odwołania.
W ramach badań zbudowano hybrydowy dysk SSD o pojemności 256 GB, który miał do dyspozycji tylko 1 GB pamięci ReRAM. Mimo to wyniki uzyskane przez naukowców są nader obiecujące. Otóż:
- tempo zapisu danych wzrosło nawet 11-krotnie;
- żywotność dysku SSD wzrosła prawie 7-krotnie;
- zużycie energii przez nośnik spadło o prawie 93 proc..
Krótko mówiąc jest na co czekać. Oczywiście nikt na razie nie poruszył kwestii cen hybrydowych dysków SSD, ale jest nadzieja, że drogo nie będzie. W końcu firmy, zamiast inwestować ogromne środki w szukanie nowych technologii podnoszących żywotność i niezawodność SSD, będą mogły sięgnąć po pamięć ReRAM.
Jacek Klimkowicz
