SSD vs RAM: qual é a diferença de custo / durabilidade e a limitação de usar o SSD como memória?

Question

Eu li que alguns SSDs comercialmente disponíveis são capazes de gravar 4GB / s na velocidade máxima, enquanto a velocidade atual do RAM DDR4 pode estar entre 15GB / se 25GB / s, o que significa que não estamos muito longe. Na verdade, a RAM já pode ser usada como uma unidade virtual, por exemplo, um disco RAM (embora volátil). Eu também sei que a durabilidade geral da SSD não é grande, embora seja muito exagerada, mas ainda não entende as razões mecânicas subjacentes.

Então, quais são as razões e diferenças pelas quais o SSD não pode ser usado como RAM, especialmente o que torna as células RAM tão rápidas e duráveis contra as células NAND, e também por que (provavelmente relacionado) a memória RAM custa mais por GB do que SSD?

Obrigado.

    

Answer 1

Tudo se resume a latência .

As latências de DDR4 são medidas em nanossegundos . É tipicamente em algum lugar abaixo de 20ns.

As latências de SSD são medidas em microssegundos . Os SSDs mais rápidos estão na região de 25μs.

1μs = 1000 ns. Seu SSD mais rápido tem uma latência 1000 vezes maior que o DDR4.

Ainda mais revelador é que a RAM é muito lenta , então há o cache L1 e L2 no topo. Toda vez que você atinge DRAM, você está desperdiçando cerca de 100 ciclos aguardando a busca de dados - assim, o cache na CPU é usado para reduzir isso para < 10 ciclos para dados acessados com frequência. Imagine esperar 100.000 ciclos em vez disso ...

Outro fator relacionado é o tempo de acesso aleatório . Você cita 4GB / s - são velocidades sequenciais. Com a leitura aleatória, você vê algo como 50MB / s, enquanto a gravação aleatória pode chegar a 150MB / s. E a RAM é lida muito mais do que está escrito.

Em comparação com a DRAM, os SSDs são otimizados para alta taxa de transferência e não um alto número de operações por segundo. Como outro exemplo, apagar blocos em SSDs é muito grande, o que significa reescrever muitos pequenos pedaços é caro.

Existem tecnologias que preenchem a lacuna. O 3D XPoint , da marca Optane by Intel, é mais rápido que o NAND (SSDs) e mais barato que o DRAM.

    

Answer 2

SSD vs RAM: what's the cost/durability difference and limitation to using SSD as memory?

O custo, durabilidade e desempenho, por ex. latência, comparações são realmente irrelevantes porque você simplesmente não pode usar um SSD como memória (principal) ou RAM. Uma distinção importante é que a RAM é byte e / ou word endereçável. Dispositivos de armazenamento em massa, como SSD ou HDD, são dispositivos de bloco que são apenas endereçáveis por setor.

Você não pode ler ou escrever apenas um byte ou palavra de / para um dispositivo de bloco. Para realizar uma operação de leitura ou gravação de / para um dispositivo de bloco, um bloco inteiro (físico) (também conhecido como setor) deve ser lido ou gravado. Você precisa de RAM para armazenar em buffer o bloco entre a CPU e o dispositivo de armazenamento em massa.

Linha de fundo: você não pode simplesmente substituir a RAM por um dispositivo de bloco.

Se você tentar expandir a quantidade de memória RAM usada para a memória principal copiando código e dados para / de um SSD / HDD, então você está essencialmente usando memória virtual (e você precisará de uma Unidade de Gerenciamento de Memória).

ADENDO

Comparando o desempenho (por exemplo, latência, throughput, et cetera ) entre tecnologia RAM versus tecnologia SSD para responder à pergunta sobre "por que os SSDs não podem ser usados como RAM"

IMO é como perguntar "quanta pizza eu tenho que comer para me manter hidratado?", e as respostas citam o teor de água de diferentes coberturas de pizza. Mas a resposta correta e simples é que a pizza não é um substituto para a água potável.

Da mesma forma, um SSD (com sua interface de bloco) não é um substituto da RAM em um computador. Em outras palavras, a resposta correta é baseada em conceitos de arquitetura de computadores, em vez de comparar números de desempenho.

what makes RAM cells so fast and durable vs NAND cells,

Você está tentando comparar maçãs com laranjas.

RAM (Random Access Memory) é uma classificação funcional da memória. O acrônimo não especifica uma tecnologia, ou seja, a RAM da memória principal é tipicamente um tipo de SDRAM em um PC moderno. Computadores mais antigos usavam núcleos de ferrite para a RAM.

Por razões econômicas, é comum que a velocidade mais rápida signifique menos capacidade e velocidades mais lentas significam mais capacidade. Seu computador comum terá memória SDRAM para memória principal (geralmente encurtada apenas para RAM) e SRAM para caches de CPU. A SRAM é realmente cara em comparação com a SDRAM, mas também é muito mais rápida. Veja Por que a SRAM é mais rápida que a DRAM? para obter informações sobre por que a SRAM é mais rápida do que SDRAM. Também há exceções para dispositivos incorporados ou outros tipos de computadores, como o Cray X-MP .

NAND é uma tecnologia para memória flash. Observe que o flash NAND (no nível do chip) normalmente tem que ser acessado como um dispositivo de bloco.

why (...) does RAM cost more per GB than SSD?

Mesmas maçãs para comparação de laranjas. Abastecimento versus demanda (que é impulsionado pelo desempenho) tem uma enorme influência sobre os preços. Além disso, os processos de fabricação são diferentes, o que também tem impacto. Você não pode simplesmente usar seus chips SDRAM e colocá-los em um SSD e chamá-lo por um dia.

for example a RAM disk (though volatile).

RAM é o acrônimo para Random Access Memory . Não há suposição ou caracterização sobre volatilidade. Na verdade, se você tiver idade suficiente para lembrar, os computadores (mas não os PCs) até a década de 1980 usaram memória de núcleo de ferrite (não volátil). A RAM estática suportada por bateria é outra maneira de implementar a memória (principal) que não é volátil. Alguns dispositivos, como cartões RAID, realmente precisam desses mecanismos até hoje.

É o uso (agora predominante) de RAM dinâmica (síncrona) para a memória principal e seu atributo de volatilidade que leva à associação (comum mas) defeituosa de RAM e volatilidade.

• A RAM é (geralmente) implementada pela RAM dinâmica (síncrona).
• (S) DRAM é volátil.
• Portanto, a RAM é volátil. Silogismo impróprio (se não com defeito)!