SSD TLC NAND : le problème paralysant des fabricants de stockage ne fait pas de publicité

Gordon Mah Ung

Avec la sortie la semaine dernière du SSD BX200 de Crucial, un lecteur doté de la NAND TLC (cellule à trois niveaux), il est temps de mettre en lumière ce segment en plein essor du marché des SSD, d’autant plus que les fournisseurs citent volontiers des chiffres qui voudraient vous faire croire que ces Les SSD fonctionnent comme n’importe quel autre.

La plupart du temps, les SSD TLC fonctionnent assez bien. Mais copiez une grande quantité de données sur un lecteur TLC, et à mi-chemin de l’opération, vous verrez quelque chose d’inconfortable : une chute surprenante de la vitesse d’écriture. Avec certains disques, c’est relativement doux, mais dans le cas de nombreux disques TLC récents, la baisse est si drastique que vous vous demanderez si le SSD est en train de mourir. Ce n’est pas le cas, mais vous aimeriez peut-être que ce soit le cas.

La prise de cache

Au cours des dernières années, les SSD ont acquis la réputation d’être un coup de pied universel pour les performances du système, offrant des temps d’accès aléatoires ultra-rapides et trois fois ou plus la vitesse d’écriture soutenue d’un disque dur. Ce dernier rend la gestion des fichiers volumineux et des sauvegardes beaucoup moins fastidieuse.

Mais cela suppose que le SSD utilise SLC (cellule à un niveau/un bit) ou plus communément, MLC (cellule à plusieurs niveaux/deux bits) NAND, et non l’enfant relativement nouveau sur le bloc, cellule à trois niveaux ou CCM NAND. TLC peut stocker trois bits par cellule pour une plus grande densité de données et des SSD plus volumineux dans le même facteur de forme, mais ses performances d’écriture soutenues sont relativement médiocres, voire excessivement dans certains cas.

Pour surmonter les performances d’écriture paresseuses de TLC, les fournisseurs utilisent une bonne dose de SLC – ou TLC traité comme SLC dans le cas de Samsung car c’est l’écriture de trois bits qui est lente – et éventuellement de la DRAM comme cache beaucoup plus rapide. Tant que la quantité de données écrites sur le lecteur tient dans le cache, tout va bien et vous obtiendrez les performances annoncées par les fournisseurs.

Mais à la seconde où les données débordent du cache, vous écrivez directement dans le TLC et les performances en souffrent en conséquence. Dans certains cas, comme avec le 840 (selon la capacité) et le 850 EVO de Samsung, les baisses sont relativement légères, de 400 Mbps à 300 Mbps dans nos tests de copie de 20 Go.

Dans d’autres cas la chute est étonnante (et douloureuse). Comme vous pouvez le voir ci-dessous, les performances d’écriture séquentielle du Crucial BX200 passent de 400 Mo/s à 80 Mo/s lorsque le cache est saturé. Gorgée.

bx200 480a et 960

Les performances dérapent lorsque la quantité de données dépasse la taille du cache du Crucial BX200. 6 Go pour le modèle 480 Go et 12 Go pour les modèles 960 Go.

De plus, les disques de plus petite capacité ont des caches plus petits et vous écrivez au TLC beaucoup plus tôt. Dans le cas du BX200, le modèle 960 Go a un cache de 12 Go, le modèle 480 Go a 6 Go et le modèle 240 Go seulement 3 Go. Comme vous pouvez le voir ci-dessus, les performances sont au rendez-vous à la marque de 6 Go pour le BX200 de 480 Go et à la marque de 12 Go pour le BX200 de 960 Go. Il en va de même pour tous les disques TLC.

Les suspects insolites

TLC est apparu pour la première fois il y a quelques années dans le SSD 840 EVO de Samsung. Samsung a été honnête sur le problème des performances, même s’il n’en a pas fait beaucoup de publicité. Vous trouverez ci-dessous leur propre tableau de performances lors de l’écriture dans le cache (TurboWrite) et lors de l’écriture dans le TLC.

turbowrite2

Vous pouvez voir la différence que le cache TurboWrite a faite dans les performances du Samsung 840 EVO. Une petite cuillerée de DRAM n’a pas fait de mal non plus.

Vous trouverez ci-dessous les résultats de référence AS SSD 1 Go et 10 Go pour le nouveau 850 EVO (256 Go) avec son V-NAND TLC.

850 evo comme ssd 1gb et 10gb

(les barres plus longues sont meilleures)

OK, c’est une baisse relativement légère et viable des performances d’écriture séquentielle. C’est pourquoi ce n’était pas particulièrement important à l’époque. Cela, et le prix de balle alors bas du 850 EVO. Regardez maintenant le test avec le nouveau Q300 de Toshiba (pas le Q300 Pro) et sa NAND TLC monocouche.

q300 comme ssd 1gb et 10gb

(les barres plus longues sont meilleures)

Les performances d’écriture soutenues avec un ensemble de données de 1 Go sont de 459 Mo/s, mais avec un ensemble de données de 10 Go, elles sont de 146 Mo/s. OK, c’est mieux que le BX200, mais la chute se produit plus tôt et vous écrivez toujours aussi vite qu’un disque dur, bien qu’un disque de premier ordre. Ci-dessous, vous pouvez voir à quel point un lecteur MLC (le Kingston HyperX Savage) est plus rapide par rapport à n’importe quel lecteur TLC lors de l’écriture de grandes quantités de données. Découvrez les vitesses d’écriture de 20 Go. La version 960 Go du Toshiba Q300 a en fait été battue, et facilement, par un lecteur USB 3.0 externe RAID 0 à double disque dur.

copies tlc 20gb

Nos tests de copie de 20 Go illustrent le ralentissement en écriture de TLC. Une baisse relativement douce avec le 850 EVO mais sévère avec les autres disques. Les barres vertes représentent un lecteur externe USB 3.0 RAID 0 pour montrer à quel point les choses peuvent être lentes. (les barres plus courtes sont meilleures).

Petite remise pour des performances à prix réduit

Maintenant que vous connaissez la baisse soutenue des performances d’écriture de TLC, passons à l’énigme pertinente : douleur contre gain. Comme les performances de lecture et le pourcentage plus élevé d’opérations d’écriture sont dignes d’un SSD, à quelle fréquence le problème d’écriture soutenu vous affectera-t-il et combien d’argent pouvez-vous économiser en le supportant ?

Dans le cas des disques TLC de Samsung, à l’exception des versions 120 Go et 240 Go du 840 EVO, les performances sont tout à fait acceptables, même en écrivant directement sur le TLC. Le prix est également assez correct pour le moment, bien qu’il existe des lecteurs MLC moins chers avec de meilleures performances d’écriture soutenues facilement disponibles.

Pour l’OCZ Trion (fabriqué par Toshiba), le Toshiba Q300, le Crucial BX200 et très probablement tout autre SSD TLC NAND monocouche, ce sont des questions beaucoup plus difficiles. Vous seul savez combien vous écrirez sur le lecteur. Vous devriez aller bien pendant la plupart des opérations quotidiennes et des tâches informatiques légères. Mais les performances chutent lorsque vous copiez des jeux ou des films sur le lecteur, installez le système d’exploitation, sauvegardez-le, etc.

Le prix est le vrai kicker. À ce jour, à moins que vous n’essayiez de faire en sorte que chaque centime compte, il n’y a tout simplement pas assez d’économies pour justifier même l’aggravation occasionnelle. Le BX200 de 960 Go coûte 300 $, mais le propre SSDD MX200 basé sur MLC ne coûte que 20 $ de plus.

Cela dit, le marché des SSD semble entrer dans un état de flux et les prix des SSD TLC monocouches pourraient chuter considérablement, peut-être bien en deçà du prix auquel les SSD MLC peuvent raisonnablement être vendus. Mais jusqu’à ce que cela se produise, il vaut mieux utiliser un lecteur bas de gamme basé sur MLC.

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Jon est un musicien formé à Juilliard, ancien programmeur x86/6800 et passionné d’informatique de longue date (fin des années 70) vivant dans la région de la baie de San Francisco. [email protected]

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