Během posledních pár let se výrobci SSD a pamětí NAND přeorientovávali na levnější paměti TLC NAND, a to dokonce i v serverech, kde se jejich nasazení ještě celkem nedávno zdálo absurdní. Dokonce i SSD s pamětí MLC už mizí. Ovšem tato všudypřítomná orientace na cenu zdá se zase projde obratem. Paměti 3D XPoint od Intelu přinesly na trh výkonnější řešení a vypadá to, že teď naopak přinutí i výrobce NAND vrátit se k čipům s vyšší cenou, ale také výkonem. Samsung už má na trhu tzv. Z-NAND a na ní založené Z-SSD, a to, že nešlo o ojedinělou epizodu, teď dokládá i Toshiba. Také ta nyní uvede na trh svou alternativu v podobě na rychlost uzpůsobené speciální NAND, v jejím podání nazvané XL-Flash.
Poptávka po vyšším výkonu vzkřísila SLC paměti
Paměti XL-Flash byly představené na letošním Flash Memory Summitu, kde bylo v posledních dnech odhaleno nebo ohlášeno mnoho novinek ze světa SSD. Zatímco kolem Z-SSD bylo ze začátku poněkud nejasno, Toshiba hned prozradila, o co jde. XL-Flash je vlastně SLC verze aktuální technologie vrstvených pamětí 3D NAND. Dříve by tak možná nedostala žádné speciální jméno, ovšem tím, jak se SLC paměti kvůli ceně z trhu vytratily, je jejich návrat dostatečnou záminkou pro novou zvláštní značku.
Obětování záznamu více bitů do jedné buňky (MLC/TLC/QLC zápis) značně zredukuje kapacitu, ovšem to příliš nevadí, protože konkurenční Optane SSD jsou také menších kapacit a výrobně poměrně drahé. Zápis a čtení SLC ale díky jen dvěma úrovním napětí mohou probíhat mnohem rychleji než u dnes běžných „multi-bit“ pamětí NAND. XL-Flash se proto díky SLC režimu bude schopná zčásti přiblížit k výkonu paměti 3D XPoint. A SSD s touto pamětí také budou mít lepší výdrž.
Slajd k paměti XL-Flash od Toshiby, Flash Memory Summit 2018 (Zdroj: Tom's Hardware)XL-Flash nicméně asi nemusí být SLC NAND v pravém smyslu jako dříve. Je možné, že používaný by mohl být běžný křemík jinak schopný i záznamů TLC/QLC, ale programovaný a čtený čistě jen v SLC režimu. To je dnes běžně používáno pro zapisovací pseudo-SLC cache disků SSD. Ale v tomto případě by byl v režimu SLC – kdy je v buňce uložen jediný bit a je třeba rozlišovat jen dvě úrovně napětí – provozování čip úplně celý a zcela permanentně. Zda je XL-Flash realizována takto, nebo je vyráběna jako speciální křemík, zatím není úplně jasné. Pro druhou možnost by mluvila informace, že Toshiba u ní prý používá více nezávislých regionů (pro větší paralelismus) a kratší vodiče v matrici pro volbu sloupce a řádku (pro vyšší výkon).
XL-Flash má údajně pro naprogramování (zápis prázdné buňky) potřebovat jen 7 μs (mikrosekund), zatímco nejnovější QLC například potřebuje 30 μs. Podobně jako Z-NAND Samsungu tedy XL Flash bude mít lepší latenci. V jiném kontextu zase Toshiba slíbila latenci čtení představující jen desetinu času potřebného pro TLC NAND. Obecně by zařízení s touto pamětí mělo mít také podstatně lepší výkon v IOPS a zřejmě také v sekvenčních rychlostech, které jsou ale většinou limitované rozhraním. Výkon by se také měl obzvláště zlepšit v problematických situacích – při krátkých frontách příkazů, pod vysokou zátěží, při mixu čtení a zápisů.
Toshiba zatím neoznámila SSD, která by byla postavena čistě z SLC pamětí XL-Flash. První úložiště s touto technologií mají údajně XL-Flash používat jen z části, jako rychlou cache. Má jít o disky či pole s QLC NAND, kde by výkonnější cache na bázi XL-Flash kompenzovala nižší výkon. Podle Toshiby taková kombinace mohla být výkonnější náhradou za kombinaci pevných disků a cachování v RAM. Nicméně po výkonnějších nevolatilních pamětech a SSD je zdá se poptávka, takže eventuálně by Toshiba asi mohla XL-Flash přenést i do jiných produktů a možná by se s ní dokonce mohla objevit výkonná highendová SSD pro osobní počítače. 3D XPoint a Optane SSD zřejmě tuto oblast rozvířily a výkon na úkor kapacity/ceny se opět stal atraktivní.
Slajd k paměti XL-Flash od Toshiby, Flash Memory Summit 2018 (Zdroj: Tom's Hardware)V budoucnu možná i MLC
Ačkoliv je první generace XL-Flash založená na zápisu SLC, nemusí to tak být navždy. Toshiba uvádí, že už studuje, zda by se kromě SLC nedalo podobně dobrých výsledků dosáhnout i se záznamem MLC (tedy dvěma bity na buňku/čtyřmi hodnotami napětí). To jde sice zase nazpět proti prvotní koncepci této technologie, ale pokud by se podařilo čipy vyladit na slušný výkon, mohlo by jít o dobrý kompromis. MLC totiž zvyšuje kapacitu stejné plochy křemíku dvojnásobně. I Samsung zdá se počítá s tím, že by se jeho speciální Flash Z-NAND mohla zpětně vrátit k MLC záznamu a ostatně je to výhledově možné i u pamětí 3D XPoint, takže zde možná budeme takovou cestu tam a zase zpátky.
ČLÁNKY DO MAILU