ONFI och Interleaving
På pappret så är flera av SSD-enheterna väldigt lika. Titta bara på Corsairs Force 3 och Force GT. Båda är specificerade till maximalt 85 000 IOPS. Båda har en sekventiell överföringshastighet på runt 550 MB/s. Det som skiljer dem åt är vilken typ av minne som sitter i dem. Eller snarare vilken typ av koppling som sitter mellan minnet och SSD-kontrollern.
ONFI (Open NAND Flash Interface) är en organisation som bildades 2006. Deras uppgift var att skapa en standard för hur ett NAND-flash kommunicerar med övrig elektronik. Tanken var att du skulle kunna bygga en pryl och sedan montera minne från vilken tillverkare som helst, eftersom alla pratade samma språk och hade samma antal anslutningar osv.
Den första specifikationen av ONFI (v1.0) använder en asykron anslutning mellan enhet och minne och kunde mäkta med ungefär 50 MB/s per minne. Det är dock bara hur snabbt enheten läser eller skriver till minnet. Att flytta information från minne till kontrollern är bara en del i det långa led av steg som krävs för att läsa och skriva till en SSD-enhet. Det är denna standard som används i bland annat Corsair Force 3 och OCZ Agillity 3.
ONFI v2.0/v2.1/v2.2 är den standard som nu börjar dyka upp i högpresterande SSD-enheter. Det finns två viktiga skillnader i den nya standarden jämfört med den gamla. Den första skillnaden är att man gått över till att göra anslutningen synkron istället för asynkron som tidigare. Den andra stora skillnaden är att man använder sig av Double Data Rate. För många så låter detta bekant, och det är det också. DDR används idag flitigt i andra typer av minneskretsar. Det vanligaste är olika typer av RAM. DDR innebär att data kan skickas två gånger på varje klock-cykel. Dvs dubbelt så mycket data kan överföras vid samma klockfrekvens. Detta gör att ONFI v2.0 är spececifierad till 133 MB/s.
Vidareutveckling av standarden har gjort att med version 2.1 så har man ökat överföringshastigheten ytterligare till 200 MB/s. Arbete pågår just nu med version 3.0 som ska tillåta hastigheter på upp till 400MB/s per kanal. Vad är då skillnaden mellan synkront och asynkront?
Asykront innebär att minnet har en specifik anslutning (pin) som talar om för minnet när det är dags att skriva eller läsa. Det kan vara en helt annan krets som skickar eller också skickas data så fort den finns tillgänglig. I en synkron anslutning så styrs all logik av en och samma klockfrekvens. Alla minnesketsar, SDD-kontroller, cache, register osv, skickar och tar emot data när en signal från en klockgenreator skickas. På det sättet så behöver aldrig en del vänta på information från en annan och det blir inte flaskhalsar på samma sätt. Något vi exempelvis sett tidigare på processormarknaden där man på senare år försökt få minne och processorbussar att jobba efter en gemensam frekvens, då detta helt enkelt är effektivast.
ONFI är en standard som används och utvecklas av bland annat Intel, Micron, Hynix och Sony. Alla stöder dock inte denna standard. Samsung och Toshiba använder sig av en annan typ av standard med liknande funktioner och specifikationer.
Interleaving
Force 3 och Agillity 3 använder sig av den äldre ONFI standarden, vilket i teorin ger en maximal överföringshastighet på 50 MB/s mellan kontroller och NAND. SF-2281 har 8 stycken kanaler, vilket gör att enheten kan prata med 8 stycken NAND-kretsar samtidigt. I teorin skulle det alltså innebära en maximal överföringshastighet på 400 MB/s. Här kommer något som vi kallat för “Interleaving” in i bilden.
Varje fysiskt minneschip som sitter på en SSD (de svarta fyrkanterna) har olika densitet beroende på vilken tillverkningsteknik som används för att producera dem. I dagsläget finns det egentligen bara minnen tillverkade med 32/34nm teknik eller de med 25nm teknik. De chip som tillverkas med 25nm teknik har ofta 8GB lagringsutrymme på varje NAND-krets. De som är tillverkade med 32 eller 34nm har istället 4GB. Då brukar man slå ihop två (och ibland mer) i en och samma kapsel. Vilket betyder att man får en fysisk enhet som innehåller två stycken NAND-kretsar.
När en SSD-kontroller har 8 stycken minneskanaler (Som Marvell och Sandforce har) så kan kontrollern prata med 8 stycken NAND-kretsar samtidigt. Men en NAND-krets klarar inte att skicka data hela tiden och det blir en hel del dötid på kanalen när kontrollern väntar på att minneskretsen ska skicka data. Använder man sig då av “Inteleaving” så kan flera NAND-kretar skicka data över en kanal och på såvis fylla upp kanalen till kontrollern på ett bättre sätt. De “turas om” att skicka data så att kontrollern har att göra hela tiden. På det sättet kan man alltså öka prestanda genom att helt enkelt bygga på med fler NAND-kretsar.
Precis så har OCZ gjort med sin Vertex 3 MAX IOPS. Där har man gått ifrån att använda de nya 25nm kretsarna och istället använt 34nm kretsar, fast dubbelt så många. På det sättet finns det fler kretsar som kan fylla upp kanalen och få ut maximal prestanda. Men det blir givetvis dyrare att göra på det sättet.
Detta är teoretiska siffror och det är svårt att applicera dessa siffror till verklig prestanda. Man ska inte heller glömma att Sandforce-kretserna är desigande för att skriva så lite data som möjligt till NAND-kretsarna. Så en teoretisk överföringshastighet på 400 MB/s mellan kontroller och NAND borde räcka för att nå över 500MB/s i verklig prestanda.
Med detta i bakhuvudet så tar vi oss en titt på sommarens kombatanter.
Intressant test. Man tackar.
Blev förvånad när jag läste “nackdelen” hos intel 320 “gammal”. Den kom ändå efter t ex 510 och kanske flera andra i testet. /s
Det ska givetvis stå “gammal SSD-kontroller” då den debuterade redan i X25-serien.
Ändrar det nu
Känns lite lustig att 6 av 12 SSD’er får utmärkelse. Vad är liksom tanken bakom “Bra Köp” när det finns “Mest för Pengarna”? Annars ett bra test. Hade kanske varit bra med en tabell på slutet med sammanlagt prestanda för varje SSD, så man kan jämföra på ett smidigt sätt.
Underbar läsning, tycker om att ni hade med både 120Gb Vertex 3 och Vertex 3 120Gb Max Iops. 😆
[quote name=”ME4ME”]Känns lite lustig att 6 av 12 SSD’er får utmärkelse. Vad är liksom tanken bakom “Bra Köp” när det finns “Mest för Pengarna”? Annars ett bra test. Hade kanske varit bra med en tabell på slutet med sammanlagt prestanda för varje SSD, så man kan jämföra på ett smidigt sätt.[/quote] Jag tror du förutsätter att det finns en SSD som är “bäst för alla”. Det tror inte jag på. Vanliga diskar kan det vara så för trots att vanliga diskar är EXTREMT lika varandra i prestanda, pris osv osv Men här är det fortfarande skillnader i – Interface (om… Läs hela »
[quote name=”ME4ME”]Känns lite lustig att 6 av 12 SSD’er får utmärkelse. Vad är liksom tanken bakom “Bra Köp” när det finns “Mest för Pengarna”? Annars ett bra test. Hade kanske varit bra med en tabell på slutet med sammanlagt prestanda för varje SSD, så man kan jämföra på ett smidigt sätt.[/quote] Jag tänkte på samma sak när vi satt och skulle dela ut utmärkelser. Men faktum är att det inte går att ge rekommendation till Vertex 3 120GB utan att också ge det till HyperX och Force GT. Dessa tre är en bra kompromiss mellan prestanda, pris, tillgänglighet osv. Men… Läs hela »
[quote name=”ME4ME”]Känns lite lustig att 6 av 12 SSD’er får utmärkelse. Vad är liksom tanken bakom “Bra Köp” när det finns “Mest för Pengarna”? Annars ett bra test. Hade kanske varit bra med en tabell på slutet med sammanlagt prestanda för varje SSD, så man kan jämföra på ett smidigt sätt.[/quote]Laglorden och Gustav har redan sagt det mesta. Men jag tänkte passa på att berätta att vi i vår nya design kommer att ha alla våra möjliga utmärkelser listade med våra framtagna motiveringar, allt för att Ni läsare ska få en bättre förståelse för hur och varför vi delar ut… Läs hela »
Jag älskar verkligen den tekniska genomgången. På en helt annan nivå än de flesta andra tester på andra sajter.
Skulle vara intressant att få test på Crucials m4 i större storlekar då skrivprestandan skall vara snäppet bättre på den och priset/GB inte skiljer sig mycket från 120G versionen.
Även Samsungs 470 saknade jag då den ju skiljer sig från dom andra med egen kontroller.
Som kanske vissa av er märkt har artikeln varit otillgänglig en stund under dagen och detta på grund av smärre ändringar i slutledningen. Vår konsumentmodell av Vertex 3 240GB var lite sen inkommen i testet och vi hade missat att se över slutbetygen med denna klassledare i beaktning. Våra slutomdömen kring enheterna kvarstår dock och visar vilken positiv utveckling vi sett på SSD-marknaden i år.
Bra test Gustav!
Jag får ju säga att Intels SSD:er fortfarande ser mest intressanta ut sett till pris/GB men de andra tillverkarna börjar ju faktiskt komma ikapp på den fronten också.
I rutorna för Intel-diskarna finns det en felstavning i varje… “sämmre”
Bra jämförelser annars! Har själv en Agility 3 och är sjukt nöjd!
en vertex 3 240 gigare hade inte gjort ont alls 🙂 riktigt imponerande siffror överlag
Trevligt tekniksnack och nogranna tester. Det märks att ni lägger krut på ssd-rapporteringen.
För de som undrar är intels 320 diskar 7mm tunna (istället för 9.5mm som är standard) om man tar av en plastram, vilket gör att de passar i laptops som använder sig av de tunnare diskarna.
Står naturligtvis ingenting om Intels 8MB bugg. Googla på det (typ “8mb bad_ctx”)! Tydligen väldigt vanligt och när det väl händer så finns det ingen chans att få tillbaka sina filer/data. Jag råkade precis ut för detta 😕 Tidigare ägare av en Intel 320 SSD. Kommer aldrig införskaffa en Intel hårddisk i hela mitt liv igen.