48 Serial ATA 600 SSD's vergelijkingstest

Keuzes

Het ontwerpen van een SSD komt voor een fabrikant in de basis neer op het combineren van de juiste controller met de juiste flash-chips en de juiste (door de controllerfabrikant aangeleverde, maar vaak nog aangepaste) firmware. Bij de SSD’s in deze test komen we vijf verschillende controllers tegen en vier verschillende soorten flashchips.

De controller heeft verreweg de meeste invloed op de prestaties. Vanwege de manier waarop SSD’s werken, moet een controller heel wat meer doen dan simpel binnenkomende nullen en enen op een vrij plekje op de SSD wegschrijven. Er is namelijk een aantal zaken waar de controller een creatieve oplossing voor moet bedenken. Allereerst is de levensduur van flashchips eindig: na de nodige duizenden keren beschreven te zijn geven de geheugencellen de pijp aan Maarten. De SSD-controller moet er dus voor zorgen dat alle geheugencellen binnen een SSD vrijwel even vaak gebruikt worden, zodat de levensduur van het complete apparaat zo lang mogelijk is. Dit noemen ze in jargon wear leveling.

Overprovisionering

Iets anders waar een SSD rekening mee moet houden is dat data per zogenaamde pagina (in de regel 4 kB) gelezen, maar alleen per blok (over het algemeen 512 kB) verwijderd of beschreven kan worden. Dat betekent puzzelen voor gevorderden: wanneer slechts een kleine stukje data op een bestaande plek aangepast kan worden, is het bijvoorbeeld sneller om de nieuwe data in een leeg blok op te slaan en de oude variant wat men noemt invalid te maken. Op een later moment kan de nog wel valide data uit het oude blok dan weer samen met nieuwe data naar een nieuw blok geschreven worden. Een SSD controller moet dus constant bijhouden waar welke data zich fysiek bevindt én moet algoritmes hebben om oude data op een gegeven moment ook echt op te ruimen. Dat opruimen wordt garbage collection genoemd en kan op twee manieren plaatsvinden. Sommige controllers gaan op het moment dat de SSD niet gebruikt wordt de data slimmer indelen, wat men background garbage collection noemt, terwijl andere controllers bij iedere schrijfopdracht ook direct een optimalisatieslag uitvoeren; foreground garbage collection. Een voorkeur hebben we overigens niet: het zijn de uiteindelijke prestaties die tellen.

Wanneer een SSD (bijna) helemaal vol zou staan, zou je er vanwege deze problematiek geen gebruik meer van kunnen maken. Voor het wegschrijven van een klein beetje data heb je immers een volledig leeg blok nodig. Vandaar dat alle SSD's een stukje zogenaamde overprovisionering hebben: meer aanwezige opslagcapaciteit dan daadwerkelijk beschikbaar is. Dat dit makkelijk te bewerkstelligen is zonder dat klanten gaan piepen heeft de SSD-industrie te danken aan de fabrikanten van harde schijven. Zijn rekenen voor een Gigabyte immers met 1000 x 1000 x 1000 bytes in plaats van de 1024 x 1024 x 1024 wat het moet zijn, een verschil van 7,3%. Een harde schijf van 500 GB biedt zodoende maar 466 'echte' Gigabyte, ook wel GiB's genoemd. Een SSD van 256 GB bevat daadwerkelijk 256 échte gigabytes (GiB's dus) aan geheugenchips, maar maakt ook 7,3% minder beschikbaar aan het besturingssysteem, zo'n 238 GB. De rest wordt gebruikt als overprovisionering om de controller efficiënter zijn werk te laten doen.

De meeste SSD's met SandForce controller (zie volgende pagina) gaan nog een stapje verder. Exemplaren met 256 GB aan geheugenchips worden aangeprezen als 240 GB en hebben uiteindelijk zo'n 223 GiB's beschikbaar in het besturingssysteem: een overprovisionering van ruim 12%.