Suorituskyky pidemmällä aikavälillä: Vector vaikuttaa kestävältä

NAND flash -muistia voidaan lukea tai sille voidaan kirjoittaa aina yksi sivu kerrallaan (sivun koko on 8 KB OCZ:n Vector-asemassa). Kuvitellaan tilanne, jossa koko 256 gigatavun asema kirjoitetaan täyteen ja sen jälkeen data poistetaan. Tiedostojen poistaminen käyttöjärjestelmän tasolla ei kuitenkaan poista dataa aseman sivuilta, vaikka tila on Windowsin mukaan käytettävissä. Ainut keino kirjoittaa sivuille uutta tietoa on poistaa vanha ja sivuja voidaan tyhjentää vain lohkojen tasolla (lohkot koostuvat 256 sivust eli Vectorin tapauksessa kahdesta megatavusta tilaa).

Jos asemalle on kirjoitettu paljon satunnaista tietoa, lohkojen vapauttaminen ei onnistu pelkästään kahden megatavun alueita tyhjentelemällä. Osa lohkon sivuista saattaa kuitenkin sisältää vielä käytössä olevaa dataa. Jotta 256 sivun kokoinen lohko saadaan vapautettua seuraavaa kirjoituskertaa varten (tai halutaan vain tasata aseman kulutusta kaikille lohkoille yhtäläisesti), käytössä olevaa data on siirrettävä uusiin lohkoihin. Tilan optimointia kutsutaan SSD-asemissa roskien keräämiseksi (garbage collection).

Vaikeusastetta lisää se, että flash-muistin solut kestävät vain tietyn määrän tallenus- ja poistokertoja (program erase cycle). Muistiohjain ei siis voi siirtää dataa ympäriinsä aina tilaisuuden tullen, sillä se saattaisi kuluttaa muistisolut loppuun ennen aikojaan. Roskienkeräilyn hoitaminen vasta viimeisellä mahdollisella hetkellä vähentää kirjoitusvahvistusta, sillä varsinaisia siirtokertoja tulee vähemmän. Odottamisella kuitenkin vain viivästytetään välttämätöntä toimintoa ja se saattaa vaikuttaa suorituskykyyn, kun käyttäjän kirjoitusoperaatio joutuu odottamaan lohkon tyhjentämistä ennen datan kirjoittamista. Roskienkeräyksen hoitaminen etukäteen optimoi suorituskykyä, mutta toisaalta vähentää aseman ikää.



Markkinointimateriaaleissaan OCZ kertoo, että Vector on nimenomaisesti optimoitu pitkäikäistä suorituskykyä silmällä pitäen. Keinoiksi parempaan suorituskykyyn pitkällä aikavälillä kerrotaan yhtiön oma roskienkeräys algoritmi, joka ei päästä asemaa hidastumaan iän myötä kilpailevien tuotteiden tapaan.

Ikävä kyllä OCZ:n markkinointimateriaaleissa mainitseman testi (50% LBA, 4 KB kirjoitusoperaatiot ja jononsyvyys 32) ei juuri vastaa normaalia työpöytäkäyttöä, jossa jononsyvyydet pysyvät yleensä huomattavasti pienempinä. Me toteutamme siis oman testimme, jossa normaalia käyttöä pyritään simuloimaan hieman paremmin. Ensiksi levyn jokainen lohko kirjoitetaan täyteen. Sen jälkeen asemalle kirjoitetaan 30 minuutin ajan 4 KB satunnaisia tiedostoja. Koska aseman jokainen lohko on jo täynnä, ohjaimelle ei jää ylimääräistä tilaa taustalla tai lepotilassa tapahtuvaan roskienkeräilyyn. Sen jälkeen asemalle kirjoitetaan dataa peräkkäisessä järjestyksessä ja tulosten pitäisi paljastaa millaiseen suorituskykyyn asema pystyy kun se on ensin täytetty satunnaisella 4 KB datalla, joka vaatii järjestelyä ennen kirjoittamista.

Tällä testillä ei kuitenkaan varsinaisesti pyritä laittamaan asemia paremmuusjärjestykseen, vaan se kertoo enemmänkin nojaako arkkitehtuuri pääsiassa taustalla vai suorituksen aikana tapahtuvaan roskienkeräykseen.



Yllä olevan kuvaajan perusteella Vector aloittaa kohtalaisen hitaasti (noin 100 MB/s nopeudella), mutta suorituskyky nousee nopeasti kun roskienkeräysalgoritmi yhdistelee reikäjuustolta näyttävien lohkojen sisältöä parempaan järjestykseen. Lopussa peräkkäinen kirjoitusnopeus nousee alkuperäiselle tasolleen, joka mitattiin edellisen sivun Iometer-testissä.

Vertailukohtana toimii Samsungin 840 Pro ja sen suorituskyvyn kuvaaja on huomattavasti jyrkempi. Kokonaissiirtonopeus lähtee suorastaan tuskallisen hitaasta 18,5 megatavusta sekunnissa ja nousee 100 megatavuun vasta kun asemasta on täytetty jo noin 90 prosenttia.



Näiden kuvaajien perusteella ei kuitenkaan voida päätellä Samsungin aseman olevan huonompi tai OCZ:n aseman parempi. Ne vain esittävät nopeuden, jolla asema toipuu massiivisesta kuormituksesta (jos se ikinä sattuisi joutumaan näin massiiviseen kuormitukseen tosielämässä).