Dayanıklılık
Flash veri depolama aygıtlarında bulunan tüm NAND flash bellekler, bir NAND Flash bellek hücresinin her program ya da silme (P/E) döngüsünde NAND Flash blokları artık güvenilir biçimde veri saklayamayacak duruma gelene kadar veri bitlerini güvenilir biçimde saklama yeteneklerini kaybetmeye başlarlar. Bu noktada kalitesi düşen ya da bozuk bloğun kullanıcı tarafından adreslenebilir havuzdan çıkartılması ve mantıksal blok adresin (ya da LBA) NAND Flash veri depolama dizesinde yeni bir fiziksel adrese hareket ettirilmesi gerekir. Bozuk bloğun yerini SSD'deki Aşırı Tahsis (OP) veri saklamasının bir parçası olan Yedek Blok havuzundan yeni veri saklama bloğu alır.
Hücre sürekli olarak programlandığında ya da silindiğinde BER de doğrusal olarak artar ve bu nedenle, kurumsal SSD Denetleyicisinde, SSD'nin tahmini kullanım ömrü boyunca güvenilir biçimde veri saklama yeteneğini yönetmek için daha karmaşık yönetim tekniklerinin yer alması gerekmektedir.{{Footnote.N52083}}
Belirli bir NAND Flash belleğin P/E dayanıklılığı, üretilen NAND Flash'ın geçerli litografi üretim sürecine ve türüne bağlı olarak önemli ölçüde farklılık gösterebilir.
| NAND Flash bellek türü | TLC | MLC | SLC |
|---|
| Mimari |
Hücre başına 3 bit |
Hücre başına 2 bit |
Hücre başına 1 bit |
| Kapasite |
En yüksek kapasite |
Yüksek kapasite |
En düşük kapasite |
| Dayanıklılık (P/E) |
En düşük dayanıklılık |
Orta düzeyde dayanıklılık |
En yüksek dayanıklılık |
| Maliyet |
$ |
$$ |
$$$$ |
| Yaklaşık NAND Bit Hatası Oranı (BER) |
10^4 |
10^7 |
10^9 |
Tablo 2 – NAND Flash bellek türleri {{Footnote.N52084}}{{Footnote.N52085}}
Kurumsal SSD'ler görev döngüsü ile de istemci SSD'lerden farklıdır. Bir kurumsal sınıf SSD'nin, haftanın her günü 24 saat boyunca veri erişimi gerektiren tipik veri merkezi sunucusu senaryolarında ağır yazma etkinliğine dayanabilmesi gerekirken, İstemci sınıf SSD'ler tipik olarak yalnızca hafta boyunca günce 8 saat tam kullanılırlar. Kurumsal SSD'ler, istemci SSD'lerin 20/80 görev döngüsüne kıyasla (bilgisayarın kullanımı sırasında sürenin %20'si aktif, %80'i boşta ya da uyku modunda) 24x7 görev döngüsüne sahiptir.
Herhangi bir uygulamanın ya da SSD'nin yazma dayanıklılığını anlamak karmaşık olabileceğinden JEDEC komitesi, SSD'nin içindeki NAND Flash güvenilir olmayan bir ortam haline gelene ve sürücünün artık kullanımdan kaldırılması gerekene kadar SSD'ye yazılabilecek ham Ana Makine veri miktarını belirtmek için Yazılan Terabayt (TBW - TeraBytes Written) birimini kullanan bir dayanıklılık ölçümü önermiştir.
JEDEC tarafından önerilen JESD218A test yöntemleri ve JESD219 kurumsal sınıf iş yükleri kullanılarak, bir SSD üreticisinin, TBW değerini kullanarak dayanıklılık hesaplamalarını yorumlaması ve herhangi bir veri merkezi için uygulanabilecek daha anlaşılır bir dayanıklılık ölçümü belirlemesi kolay bir iş halini almaktadır.
JESD218 ve JESD219 belgelerinde belirtilen şekilde farklı uygulama sınıfı iş yükleri, ana makine tarafından gönderilen yazma döngüsünün katlarına varacak mertebede bir Yazma Yükseltme Faktörüne (WAF - write amplification factor) sahip olabilir ve bu durum yönetilemeyecek NAND Flash yıpranmasına, zaman içinde aşırı yazma nedeniyle yüksek NAND Flash BER değerine ve SSD'de geniş biçimde dağıtılan geçersiz sayfalardan dolayı düşük performansa neden olabilir.
TBW, kurumsal ve istemci sınıfı SSD'ler arasında tartışılması gereken önemli bir husus olmasına karşın yalnızca bir NAND Flash seviyesi dayanıklılık tahmin yöntemidir ve cihazda kullanılan bileşenlerin güvenilirliğini temel alan bileşen seviyesi dayanıklılık ve güvenilirlik tahmin modeli olarak Arızalar Arası Ortalama Süre (Mean Time Between Failure - MTBF) kullanılmalıdır. Kurumsal sınıf SSD bileşenlerinden beklentiler arasında SSD'nin kullanım ömrü beklentisi boyunca tüm NAND Flash belleğindeki voltajların yönetilmesinde dayanıklılık ve daha sıkı çalışma gösterilebilir. Tüm kurumsal SSD'lerin en az bir milyon saat yani 114 yılı aşkın bir MTFB değerine sahip olması gerekir! Kingston, SSD'lerinin özelliklerini çok koruyucu biçimde vermektedir ve SSD'lerde daha yüksek MTBF değerlerinin görülmesi şaşırtıcı olmayacaktır. Ayrıca 1 milyon saatin, kurumsal SSD'ler için yeterli bir başlangıç noktası olduğunu belirtmek önemlidir.
Kurumsal sınıf SSD'ler üzerindeki S.M.A.R.T. izleme ve raporlama, geçerli yazma yükseltme faktörüne (WAF) ve aşınma seviyesine göre kullanım ömründe erken arızalar için cihazın kolayca değerlendirilmesini sağlar. Güç kesintisi, fiziksel arayüzden kaynaklanan bit hataları ya da eşit olmayan yıpranma dağılımı gibi arızalar için erken arıza tahmin uyarıları da desteklenmektedir. Kingston SSD Manager uygulaması, Kingston web sitesinden indirilebilir ve sürücünün durumunu görüntülemek için kullanılır.
İstemci sınıfı SSD'lerde yalnızca standart kullanım ya da arıza sonrası izleme için minimum S.M.A.R.T. bilgi çıkışı yer alabilir.
SSD'nin uygulama sınıfına ve kapasitesine göre, fazla-sağlanmış (over-provisioned OP) kapasite olarak NAND Flash bellekte daha yüksek bir yedek kapasite ayrılmış olabilir. OP kapasitesi kullanıcıdan ve işletim sistemi erişiminden gizlenir ve yüksek sürekli performans için geçici yazma tamponu olarak ve SSD'nin güvenilirliğini ve dayanıklılığını arttırmak için SSD'nin kullanım ömrü beklentisi sırasında hatalı Flash bellek hücrelerinin yerini almak üzere kullanılabilir (daha fazla sayıda Yedek Blok ile).
