Por que os SSDs têm tamanhos estranhos?

Question

Por que os SSDs têm tamanhos como 240 GB ou 120 GB, em vez dos 256 GB normais ou 512 GB? Esses números fazem muito mais sentido do que 240 ou 120.

    

Answer 1

Embora muitos SSDs modernos, como a série 840 EVO, forneçam os tamanhos que você está habituado a gostar, os fabricantes de 256 GB mencionados, costumavam preservar um pouco de armazenamento para mecanismos que combatem quedas de desempenho e defeitos.

Se você, por exemplo, comprou uma unidade de 120 GB, pode ter certeza de que ela é realmente de 128 GB internamente. O espaço preservado simplesmente dá espaço ao controlador / firmware para coisas como TRIM, Garbage Collection e Wear Leveling. Tem sido uma prática comum deixar um pouco de espaço não particionado - no topo do espaço que já foi tornado invisível pelo controlador - quando os SSDs chegaram ao mercado, mas os algoritmos ficaram significativamente melhores, então você não precisa faça mais isso.

EDIT: Tem havido alguns comentários sobre o fato de que este fenômeno deve ser explicado com a discrepância entre o espaço anunciado, declarado em GigaBytes (por exemplo, 128x10 ^ 9 Bytes) versus o valor de GibiByte. mostra o sistema operacional, que é - na maioria das vezes - uma potência de dois, calculando para 119.2 Gibibyte neste exemplo.

Quanto a como eu sei, isso é algo que vem em cima das coisas já explicadas acima. Embora não seja possível afirmar com precisão quais algoritmos precisam da maior parte desse espaço extra, o cálculo permanece o mesmo. O fabricante monta um SSD que realmente usa uma potência de dois números de células flash (ou uma combinação de tais), embora o controlador não torne todo esse espaço visível para o sistema operacional. O espaço restante é anunciado como Gigabytes, gerando 111 Gibibites neste exemplo.

    

Answer 2

Os discos rígidos mecânicos e de estado sólido têm capacidade bruta superior à capacidade nominal. A capacidade "extra" é mantida de lado para substituir os setores defeituosos, para que os drives não tenham que ser perfeitos fora da linha de montagem, e para que os setores defeituosos possam ser mapeados mais tarde, durante o uso, para os setores sobressalentes. Durante os testes iniciais na fábrica, quaisquer setores defeituosos são mapeados para os setores sobressalentes. Como o drive é usado, ele monitora os setores (usando rotinas de correção de erros para detectar erros de nível de bits) e quando um setor começa a ficar ruim, ele copia o setor para um sobressalente, e então o remapeia. Sempre que esse setor é solicitado, a unidade vai para o novo setor, em vez do setor original.

Nos drives mecânicos, eles podem adicionar quantidades arbitrárias de armazenamento de reserva, pois controlam a codificação de servo, head e platter, para que possam ter um armazenamento classificado de 1 terabyte com um adicional de 1 gigabyte de espaço livre para remapeamento de setor. / p>

No entanto, os SSDs usam memória flash, que é sempre fabricada em potências de dois. O silício necessário para decodificar um endereço é o mesmo para um endereço de 8 bits acessando 200 bytes como um endereço de 8 bits acessando 256 bytes. Como essa parte do silício não muda de tamanho, o uso mais eficiente do silício é usar potências de dois na capacidade real do flash.

Assim, os fabricantes de drives estão com uma capacidade bruta total em potências de 2, mas ainda precisam reservar uma parte da capacidade bruta para o remapeamento do setor. Isso leva a 256 GB de capacidade bruta fornecendo apenas 240 GB de capacidade utilizável, por exemplo.

    

Answer 3

Simplificando, todos os SSDs são, na base, não o que anunciam. O que eles anunciam é o espaço em disco "utilizável". Para a maioria das unidades com 120 GB "utilizáveis" de armazenamento, a unidade básica na verdade é uma unidade de 128 GB. 8 GB são reservados para algumas tarefas de gerenciamento de plano de fundo específicas, conforme mencionado anteriormente.

Agora, tecnicamente eles poderiam colocar outro chip na peça para lhe dar 128 GB de espaço "utilizável", mas isso custa mais dinheiro. As empresas que estão realizando campanhas perceberam que as pessoas se importam mais com o tamanho de sua unidade do que com o fato de seu espaço utilizável ser realmente um múltiplo de 2.

Sidenote - na verdade, existem algumas maneiras de escrever o código do sistema necessário, e é por isso que você verá unidades de 120, 124 e 128 GB de fabricantes diferentes. Todos eles têm 128 GB de espaço "bruto", mas eles lidam com as coisas de fundo necessárias de maneira diferente. Nenhuma versão da codificação da unidade é muito melhor do que as outras que você notaria na maioria dos casos. Você pode notar uma ligeira diferença nos benchmarks de desempenho, mas é muito improvável que você perceba a menos que seu computador esteja fazendo um trabalho pesado e saiba o que procurar.

    

Answer 4

Crescer em potências de dois é um conceito estritamente matemático que facilita o uso de atalhos matemáticos em um computador baseado em dois estados. Isso quer dizer que um computador pode realizar multiplicação ou divisão de inteiro por um fator de dois tão facilmente quanto você pode multiplicar ou dividir um número por 10. Você simplesmente desloca os dígitos para a esquerda ou para a direita sem ter que realizar um cálculo.

Todas as linguagens de programação têm operadores para essas operações simples, em idiomas semelhantes ao C, eles são n >> m aka shift n right m bits aka divide n by 2^m e n << m aka shift left aka multiply n by 2^m . Dentro do processador, esta operação geralmente leva um ciclo e acontece com os dados no local. Qualquer outra operação aritmética, como multiplicar por 3, requer a chamada de uma Unidade Lógica de Aritmética (ALU) para gastar um ciclo extra ou dois empacotando os bits e copiando o resultado de volta para um certo registro. O céu te ajuda se você precisar de precisão de pontos decimais e a FPU [Unidade de Ponto Flutuante] estiver envolvida.

De qualquer forma, é por isso que seu computador gosta de se referir a tudo internamente como poderes de dois. Se a máquina tivesse que ir para uma operação da ALU toda vez que quisesse fazer alguma matemática simples para calcular um deslocamento de ponteiro de memória, seu computador estaria executando uma ordem de grandeza mais lenta.

O crescimento do armazenamento físico, por outro lado, é governado menos pela matemática bruta do que pela física, engenharia e engasgo com a palavra marketing. Com um disco de fuso a capacidade é determinada por: o número de pratos, o tamanho dos pratos, o tamanho dos "cilindros" e o número de setores que podem caber em um cilindro. Estes são geralmente determinados mais pelas capacidades físicas do hardware e pela precisão das cabeças de leitura / gravação do que qualquer outra coisa.

Eu não estou tão intimamente familiarizado com as características internas dos SSDs, mas imagino que o dimensionamento é baseado em: podemos construir uma matriz de setores N x NAND, colocá-los em profundidade em um chip e ajustá-los. os coloca em um HDD de 2,5 ". Reserve H% deles para otimização de desempenho, arredondando o número para o múltiplo mais próximo de 5/10/20, e essa é a capacidade do drive que vamos imprimir na caixa.

Ter qualquer um desses cálculos funcionando com um pequeno poder de dois será um golpe completo e de pouco benefício para qualquer um.

    

Answer 5

Nos SSDs mais antigos, a capacidade era em múltiplos de 8, porque há 8 "bits" (0/1) em um "byte". Assim como com flash drives, isso acontecia quando as pessoas não viam os benefícios para um SSD, e todos os "bits" ajudavam.

Agora que os consumidores estão mais conscientes da tecnologia SSD e também dos avanços na tecnologia, os fabricantes de SSD estão levando-os de volta aos números mais conhecidos por um tamanho "estimado" combinado, assim como o mercado de HDD, e combinando chips de tamanhos diferentes para obter um número igual a 10 (por exemplo, 6 GB + 4 GB = 10 GB)