Tại sao các ổ flash USB lại chậm hơn nhiều so với các ổ đĩa trạng thái rắn?

Theo những gì tôi hiểu, ổ đĩa flash USB và ổ đĩa trạng thái rắn (SSD) dựa trên các công nghệ tương tự, bộ nhớ flash NAND .

Nhưng, ổ flash USB thường khá chậm, với tốc độ đọc và ghi 10-25 MB mỗi giây, trong khi SSD thường rất nhanh, khoảng 200-600 MB mỗi giây.

Tại sao SSD nhanh hơn nhiều so với ổ flash USB? Và tại sao ổ flash USB không nhanh hơn 10-25 MB mỗi giây?

Có phải chỉ đơn giản là SSD sử dụng truy cập song song vào bộ nhớ flash NAND hay còn có lý do nào khác?

Tính song song và cách thức bộ điều khiển sử dụng nó là yếu tố chính. Thường không có chỗ cho các chip NAND rời rạc 8-16 mà bạn tìm thấy trong ổ SSD. Các bộ điều khiển trong thanh USB thường không phức tạp lắm, để sử dụng hiệu quả tính song song có sẵn.

Các yếu tố khác quan trọng là chất lượng của đèn flash. Nhiều thanh USB sử dụng đèn flash rẻ hơn mà bạn phải đọc và ghi chậm hơn để tránh lỗi. Ổ USB không có quá nhiều nguồn cung cấp để giúp giữ sạch các khối xung quanh. Và USB 2.0 được giới hạn trong khoảng 35 MB / s. Và nhiều ổ SSD đi kèm với bộ nhớ cache RAM lớn.

Lý do chính cho những khác biệt là giá cả. Có một số ổ SSD trong một yếu tố hình thức thanh USB, như LaCie FastKey.

Một số yếu tố tôi đã thấy:

• Tính song song: SSD sử dụng rất nhiều thiết bị Flash và truy cập chúng song song, đường ống và xen kẽ chúng.

• SLC vc MLC: Các ô đa cấp lưu trữ hai bit trong mỗi ô, nhưng thời gian truy cập dài hơn và các ô đơn cấp, lưu trữ một bit trên mỗi ô. Bên cạnh đó, SLC duy trì chu kỳ ghi / xóa nhiều hơn so với MLC. Tất cả các ổ đĩa flash USB và thẻ SD là MLC vì nó rẻ hơn. Lưu ý rằng một số 'SSD' của người tiêu dùng, như X25-M của Intel, cũng sử dụng MLC, đặt SLC cho các ổ đĩa 'doanh nghiệp', như X25-E.

• Các thuật toán phân bổ phức tạp. Không chỉ để cân bằng hao mòn (mà còn rất quan trọng), chúng cũng tách ra việc xóa khỏi văn bản, vì vậy khi bạn phải viết, ổ đĩa đã có sẵn một số ô được xóa sẵn.

• Các giao diện: SATA2 và bây giờ là SATA3 nhanh hơn USB rất nhiều . Không chỉ trên bitrate thô, mà còn có hiệu quả cao hơn nhiều. Bạn không bao giờ đạt được 100% tốc độ lý thuyết của USB, nhưng trên SATA, SAS và IEE1394 bạn sẽ có được nó một cách nhất quán.

• Một số thủ thuật phần cứng bổ sung; giống như một bộ đệm ghi nhỏ được hỗ trợ bởi pin. Bạn ghi vào RAM nhỏ này và ổ đĩa tự ghi vào Flash sau khi xác nhận ghi.

Giao diện USB là một nút cổ chai lớn. Tôi tình cờ sở hữu một ổ đĩa Kanguru eFlash thực sự tuyệt vời và nó tạo ra sự khác biệt rất lớn.

Thiết bị này có USB và đầu nối eSata. Nó chuyển với tốc độ 45 MB / s ở phía USB và 90 MB / s ở phía eSata. Từ cùng một thiết bị! Điều này thực sự chỉ ra rằng USB là yếu tố hạn chế. Như những người khác đã nói, một số ổ đĩa được xây dựng quá rẻ đến mức thậm chí bị giới hạn bởi USB.

Gậy USB cũng có giá thấp hơn một chút so với SSD. Đó là bởi vì họ sử dụng Flash chậm rẻ hơn thay vì Flash nhanh đắt tiền được sử dụng trong SSD.

Sự khác biệt chính là việc sử dụng công nghệ: SLC (Single Cell), MLC (Multi Cell), TLC (Three-level Cell). Mặc dù SLC là đáng tin cậy và nhanh nhất, nhưng nó cũng bị giới hạn ở dung lượng tối đa ở kích thước GB trên mỗi Flash Chip. Ổ đĩa flash chậm hơn mà bạn đang đề cập sử dụng MLC và do đó chậm hơn, trong khi phần lớn SSD vẫn đang sử dụng SLC.

Một loạt các yếu tố có thể giới hạn hiệu suất của ổ flash USB, từ các ràng buộc kích thước vật lý và hiệu suất NAND đến chi phí giao thức USB.

• Hạn chế đáng kể nhất có lẽ là kích thước. Ổ đĩa flash USB cần có kích thước hợp lý, vì vậy các nhà sản xuất không thể đóng gói quá nhiều chip NAND vào ổ đĩa. SSD thường sử dụng hệ số dạng ổ cứng 2,5 inch, cung cấp không gian rộng rãi cho NAND. (Ngay cả yếu tố hình thức mSATA cung cấp nhiều không gian hơn trong ổ flash có kích thước hợp lý.) Theo nguyên tắc chung, càng có nhiều chip NAND trong một ổ đĩa thì càng nhanh, bởi vì bộ điều khiển có thể ghi vào nhiều chip hơn đồng thời (song song).

  • Samsung đã khắc phục vấn đề này hoàn toàn bằng cách tạo ra một "SSD di động" với công nghệ SSD đầy đủ chất béo, với cùng NAND và bộ điều khiển hiệu suất cao được tìm thấy trên một ổ SSD "thực". Các ổ đĩa này kết nối với máy tính thông qua cáp USB chứ không phải trực tiếp vào cổng USB.

  • Có các ổ đĩa flash trong yếu tố hình thức thanh truyền thống sử dụng công nghệ SSD đầy đủ. Tuy nhiên, hầu hết người tiêu dùng không cần hoặc mong đợi hiệu năng SSD đầy đủ từ ổ đĩa flash, giới hạn chúng vào một phân khúc đắt tiền. Các ổ đĩa như vậy thường cũng đủ lớn để chặn các cổng USB liền kề trên hầu hết các hệ thống.

• Để giảm chi phí, các ổ flash USB thường sử dụng NAND cấp thấp hơn, không nhanh bằng các chip được sử dụng trong SSD, cũng như các bộ điều khiển kém mạnh mẽ hơn. Ngoài ra, vì các ổ đĩa flash thường có dung lượng thấp hơn SSD, nên có ít NAND hơn so với các bộ phận khác như vỏ ổ đĩa, bảng mạch và bộ điều khiển cũng có xu hướng tăng chi phí cho mỗi GB.

• Hơn nữa, giao thức USB có chi phí tương đối cao. Để đạt được hiệu suất tối đa, ổ đĩa cần hỗ trợ UASP , cho phép hệ thống gửi các lệnh SCSI tới các ổ USB. Các ổ đĩa ít tốn kém hơn thường chỉ hỗ trợ Vận chuyển hàng loạt, điều này làm hạn chế hơn nữa hiệu suất. Xem câu trả lời này để biết thêm thông tin.