All'interno del controller dell'X25-M Controller: Wear Leveling, Write Amplification Control
Durante la presentazione del disco X25, Intel ha parlato anche di durata del disco, basandosi sul calcolo dei cicli di vita della memoria NAND: meno cicli di lettura o scrittura per uno specifico carico di lavoro significano un'aspettativa di vita più lunga. È desiderabile che il controller gestisca le operazioni di scrittura in maniera efficiente, applicando algoritmi di wear leveling e considerando la dimensione dei blocchi NAND per ottimizzare le operazioni di scrittura, che in questo modo possono essere ridotte. È importante considerare il modello d'uso (mainstream desktop) quando i dati vengono scritti (quanti, quanto spesso e quanto il sistema scrive sul disco di sistema) per trovare una ricetta ideale per gestire le operazioni di scrittura.
Write Amplification
Le operazioni di scrittura sulla memoria flash NAND dipendono molto dalla dimensione dei blocchi di memoria. Facciamo un esempio: scrivendo 4 KB di dati su un disco flash convenzionale, il controller attiva un blocco di memoria di minima dimensione, che oggi può essere considerato di 128 KB. Questo significa che tutte le celle che compongono i 128 KB subiscono un processo di scrittura, anche se sono immagazzinata solo 4 KB di dati. Questo fenomeno si chiama write amplification.
Cache necessaria per il Write Amplification Control
Intel ha bisogno di un buffer DRAM, quindi, per gestire il fenomeno del "write amplification", che potremmo tradurre con "amplificazione della scrittura". Il costruttore si affida quindi a una memoria a breve termine per immagazzinare i dati, così si possono eseguire le operazioni di scrittura in maniera più efficiente rispetto a un controller flash convenzionale, che tipicamente gestisce le operazioni di scrittura una alla volta, scrivendo una grossa quantità di celle anche per una piccola quantità di dati. Questo è anche il motivo per cui i dispositivi MLC basati su memoria flash NAND offrono prestazioni in scrittura basse.
Intel usa i fattori del write amplification e wear leveling per calcolare i cicli di vita della memoria NAND. Il fattore del wear leveling dice la differenza tra il wear medio e quello massimo, che Intel specifica come 3 (3x) per gli altri prodotti e solo 1.1x per l'X-25-M, come risultato del funzionamento del controller con il command queuing in base alla dimensione dei blocchi di memoria. Questo significa che l'uso di tutte le celle è ottimizzato, un'ottima soluzione per allungare la vita del disco.
Abbiamo già spiegato come il fattore del write amplification può essere calcolato. In questo esempio è 32, ma Intel usa un fattore di 20 per il suo confronto con i concorrenti (guardate l'immagine), e di 1.1 per l'X-25-M. La capacità usata nell'equazione è calcolata sulla quantità tipica di dati scritti per giorno (20 GB) su cinque anni. Intel ha arrotondato il risultato di 36.5 TB a 40 TB. Se guardate i risultati, capirete che Intel ha migliorato drasticamente il wear, mentre queste funzionalità aiutano a limitare le scritture non necessarie (random), migliorando le prestazioni.