Dyski NAND pod lupą

Serwis DailyTech przeprowadził wywiad z Donem Barnetsonem - dyrektorem działu Samsunga zajmującego się pamięciami typu flash. Rozmowa toczyła się wokół półprzewodnikowych dysków twardych opartych na pamięci NAND. Przez ostatnie miesiące byliśmy świadkami premier dysków flash o pojemności 64 GB i notebooków, których jedynym "dyskiem twardym" była właśnie pamięci flash. Pomimo tego pomysł zastosowania pamięci flash w komputerach przenośnych i desktopach nie spotkał się z rozgłosem tak dużym, jak np. nowe karty graficzne Nvidii obsługujące biblioteki DX10. A jak twierdzi Dan Barnetson powinien, bo to właśnie pamięć flash zdejmie z komputerów brzemię wolnego dysku twardego będącego gardłem całego systemu.

Przeglądając swój dysk twardy, zauważyłem, że większość najczęściej używanych programów i narzędzi zajmuje mały ułamek pojemności całkowitej dysku twardego 200 GB. Najwięcej miejsca na "twardzielu" zajmują pliki muzyczne, zdjęcia i filmy. Jeżeli na Waszych komputerach stosunek codziennie uruchamianych aplikacji i rzadziej używanych plików wygląda podobnie, to najprawdopodobniej będziecie zainteresowani kupnem półprzewodnikowego dysku twardego.

Sytuacja przedstawia się identycznie na komputerach biurowych. Zdecydowana większość plików zapisywana jest na dysku sieciowym, na lokalnym dysku twardym znajduje się jedynie system operacyjny i podstawowe programy, które razem zajmują zazwyczaj nie więcej niż 10 GB.

Barnetston powiedział, że według jego badań średni dysk twardy pracujący 8 godzin dziennie ma 1 proc. szans, że zepsuje się w przeciągu roku, pobiera 9 W mocy dziennie i z życia pracownika zabiera od 7 do 15 minut (czekanie na odpowiedź, rozkręcenie się talerzy).

Napędy NAND mają wyzbyć się tych wszystkich wad i przywar tradycyjnego dysku twardego. Podczas odczytu i zapisu pamięć NAND pobiera 200 mW mocy, podczas spoczynku w ogóle nie pobiera prądu. Pozwala to na 10-procentowe wydłużenie czasu pracy notebooka na baterii i zaoszczędzenie na rachunkach za energię w wielkich korporacjach.

Samsung obiecuje, że jego dyski NAND są w stanie pracować bez żadnych problemów od 1 do 2 milionów godzin w zależności od typu. Tradycyjny dysk twardy z talerzami pracuje bezproblemowo średnio nie więcej niż 200 tysięcy godzin. W dysku NAND nie ma części ruchomych więc tak naprawdę nie ma co się w nim fizycznie zepsuć. Jedyny problem stanowić mogą błędy zapisu. Pierwsze pamięci flash, stosowane na przykład w pendrive’ach, pozwalały na zapisanie danych maksymalnie 1000 razy. Bity pamięci potem po prostu się wypalały i nie były w stanie zmienić swojej wartości (z 1 na 0 i odwrotnie). Dziś pamięć flash wytrzymuje zapisanie bitu około 10 tysięcy, czyli 10 razy więcej niż przed paru laty.

Czy 10 tysięcy zapisów to wystarczająco? Barnetson zapewnia, że tak. Pamięć Samsunga korzysta z technologii poziomowania, która rozprasza dane na jak największą liczbę komórek. Przeciętnie, na dysku twardym komputera w przeciągu godziny zapisywanych jest 120 MB danych. Biorąc pod uwagę dysk półprzewodnikowy o pojemności 32 GB technologia poziomowania rozkładałaby informacje na całej powierzchni pamięci tak, że zapisanie dysku zajmie 267 godzin. 267 godzin pomnożone przez 10000 daje nam żywotność na poziomie 150 lat. Osoby ściągające pliki z Internetu przez szerokopasmowe łącze o przepustowości, powiedzmy, 3 Mbps również będą mogły spać spokojnie. Nieustanne zapisywanie danych z taką szybkością nie wykończy dysku szybciej niż za 15 lat.

Pierwsze dyski półprzewodnikowe Samsunga posiadają architekturę jednokomórkową. Oferują one jeszcze wyższą żywotność niż dyski o architekturze wielokomórkowej, których produkcja jest tańsza, a sprawa żywotności przedstawia się tak jak opisaliśmy w poprzednim akapicie. Samsung obiecuje, że na początku roku 2008 pojawiać zaczną się dyski NAND o pojemności 128 GB.

Dyski pólprzewodnikowe nie mają na celu całkowicie wyprzeć tradycyjnych dysków z obracającymi się talerzami. Zapotrzebowanie na pojemność dyskową jest bowiem bardzo wysokie i rośnie szybciej niż pojemność NAND. Pamięć flash idealnie nadaje się do zainstalowania na niej systemu operacyjnego i gier. Typowy "twardziel" to dom dla naszych ulubionych utworów MP3 i kolejnych epizodów serialu "Zagubieni".