TLC vs MLC vs SLC

Konkretan scenario?

Osim manjeg broj P/E ciklusa, zbog nesavršenosti NAND memorijskih ćelija u vidu parazitnih otpornosti sadržaj će vremenom „gubiti“ svoja stanja tj. setovani napon. Što je napon bliži granici razdvajanja dva stanja moguće je da će brzina čitanja sa te ćelije opasti, jer će kontroler verovatno probati više puta čitanje sadržaja sa iste ćelije kako bi se utvrdilo stvarno stanje. Ne zaboravite da obično postoji sistem prepoznavanja grešaka koji će „javiti“ kontroleru da pročitani sadržaj nije dobar. Ovo sa kontrolerom je pretpostavka koja donekle može da objasni ono što se desilo sa Samsung 840 i 840 EVO SSD-ovima.

Samsung 840 i 840EVO serija je vrlo popularna ne samo na našem tržištu, već i na svetskom i to su jedni od najprodavanijih SSD-ova koji koriste TLC NAND. Problem koji se javio mnogim korisnicima ovih SSD-ova, je da je posle dužeg vremena brzina čitanja počela da opada i to samo na mestima gde se dugo vremena nije vršio naknadni upis. Tako su korisnici prijavljivali brzine sekvencijalnog čitanja od 30MB/s na nekim mestima što je sporije i od klasičnog vremešnog hard diska starog 10 godina. Kod nekih korisnika se ovo moglo itekako osetiti u realnom radu ako su često vršili čitanje nekog fajla koji nije dugo vremena prebacivan/brisan isl. Većina korisnika nije osetila neku vidljivu degradaciju performansi, jer je i dalje rad sa malim fajlovima, kao i vreme pristupa, čak i pod ovim uslovima, bio daleko bolji nego kod klasičnog HDD-a. Iz ovih razloga je trebalo dugo vremena da se uspostavi gde tačno leži problem, kao i da se ustanovi da problem zaista postoji. Na slici ispod možete videti delimičnu ilustraciju problema, jer je i autor teksta imao sličan problem sa brzinom čitanja od 30MB/s sa mnogo više padova perfromansi u krivoj (čitaj: oko 20 puta više), ali to tada nije obeležio screenshotom. Naravno, secure erase, kreiranje particija i njihovo formatiranje je bio logičan izbor, tako je i bilo…

Ilustracija problema sa krivom čitanja, gde na nekim mestima brzina čitanja može spasti i na ~30MB/s

Najverovatnije posledica ovakvog ponašanja leži u kombinaciji korišćenja TLC NAND-ova i firmware-u kontrolera. Verovatno su memorijske ćelije gde duže vremena nije bio vršen upis „gubile“ informaciju o upisanom stanju zbog pada naponskog nivoa i samim tim brzina čitanja na tim mestima, je zbog više ciklusa čitanja, drastično opala. FW kontrolera, verovatno da bi poštedeo ćelije od viška P/E ciklusa, nije vršio ponovni upis u ćelijama gde je sadržaj bio par meseci star što je uticalo na širenje problema.

Naravno, moramo spomenuti da su ovo pomalo i nagađanja sa nekom održivom osnovom, jer Samsung nije dao detaljno objašnjenje zašto se ovo dešava, već je izbacio novi FW koji bi trebalo da reši ovakve probleme. Pre izbacivanja novog FW-a za 840 EVO mnogi korisnici su privremeno rešili problem sa ponovnim upisom svih podataka na SSD, da li preko third party programa ili rađenjem secure erase procedure i vraćanjem ranije sačuvanog image sistema.

Aplikacija „Samsung SSD 840 EVO Performance Restoration Software“ koja je za sada rešila ovu stvar (kažemo za sada, jer je prošlo samo mesec dana do novog FW-a i ako je problem ostao izražiće se tek u narednim mesecima) koristi sličan princip. Prvo se vrši update novog FW-a, te se vrši ponovno prepisavanje podataka celog drajva tako da su svi upisani podaci sada „sveže“ upisani na TLC NAND.

Normalna kriva brzine sekvencijalnog čitanja

Naravno 840 PRO nije imao ovakav problem, mada on ni ne koristi TLC NAND, što delimično potvrđuje naše sumnje da je problem na relaciji FW i TLC NAND-a. Ono što nas je razočaralo je da 840 model takođe ima slične probleme, ali Samsung za njega još nije izbacio novi firmware i pitanje je kada će i da li će.

Kriva brzine čitanja na jednom Kingston MLC SSD-u posle 2 godine intenzivnog korišćenja, gde nije rađeno formatiranje niti secure erase niti je pozivana optimizacija u Windowsu

SSD jednog člana redakcije sa krivom čitanja iznad

Postoje i drugi SSD-ovi koji koriste TLC NAND, i većina je do nedavno koristila upravo Samsungove TLC NAND čipove, ali nismo primetili da su problemi bili izraženi kao kod Samsung 840/840EVO serije, što je verovatno posledica toga što su daleko manje rasprostranjeni na tržištu, kao i da FW kontrolera drugačije vrši cikluse upisa u odnosu na Samsungove SSD-ove i time smanjuje negativan uticaj korišćenja TLC NAND-ova.