เหตุใดแฟลชไดรฟ์ USB จึงช้ากว่าโซลิดสเตทไดรฟ์มาก?

จากสิ่งที่ฉันเข้าใจUSB แฟลชไดรฟ์และไดรฟ์แบบ solid-state (SSDs) จะขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีที่คล้ายกัน, หน่วยความจำแฟลช NAND

แต่แฟลชไดรฟ์ USB มักจะค่อนข้างช้าด้วยความเร็วในการอ่านและเขียนที่ 10-25 MB ต่อวินาทีในขณะที่ SSD มักจะเร็วมากประมาณ 200-600 MB ต่อวินาที

ทำไม SSD ถึงเร็วกว่าแฟลชไดรฟ์ USB? และทำไมแฟลชไดรฟ์ USB ถึงไม่เร็วกว่า 10-25 MB ต่อวินาที

เป็นเพียงว่า SSD ใช้การเข้าถึงแบบขนานกับหน่วยความจำแฟลช NAND หรือมีเหตุผลอื่น ๆ

ความเท่าเทียมและวิธีการใช้งานคอนโทรลเลอร์เป็นปัจจัยหลัก โดยทั่วไปจะไม่มีที่ว่างสำหรับชิป NAND ที่แยกกัน 8-16 ตัวที่คุณจะพบใน SSD ตัวควบคุมใน USB stick มักจะไม่ซับซ้อนพอ ๆ กับการใช้ขนานที่มีประสิทธิภาพ

ปัจจัยอื่น ๆ ที่สำคัญคือคุณภาพของแฟลช แท่ง USB หลายอันใช้แฟลชราคาถูกกว่าซึ่งคุณต้องอ่านและเขียนช้าลงเพื่อหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาด ไดรฟ์ USB ไม่มีการจัดสรรพื้นที่มากเกินไปเพื่อช่วยบล็อกที่สะอาด และ USB 2.0 นั้น จำกัด อยู่ที่ประมาณ 35 MB / s และ SSD จำนวนมากมาพร้อมกับแคช RAM ขนาดใหญ่

เหตุผลหลักสำหรับความแตกต่างเหล่านี้คือราคา มี SSD บางตัวในรูปแบบแท่ง USB เช่น LaCie FastKey

ปัจจัยบางอย่างที่ฉันเคยเห็น:

• Parallelism: SSD ใช้อุปกรณ์แฟลชจำนวนมากและเข้าถึงอุปกรณ์เหล่านั้นอย่างขนานขนานและต่อเนื่อง

• SLC vc MLC: Multi Level Cells เก็บสองบิตในแต่ละเซลล์ แต่เวลาในการเข้าถึงนานกว่าและ Single Level Cells ซึ่งเก็บหนึ่งบิตต่อเซลล์ นอกจากนี้ SLC ยังคงรักษารอบการเขียน / ลบมากกว่า MLCs ได้อีกมาก แฟลชไดรฟ USB และ SD การ์ดทั้งหมดเป็น MLC เพราะราคาถูกกว่า โปรดทราบว่า SSD 'ผู้บริโภค' บางรุ่นเช่น X25-M ของ Intel ใช้ MLC เพื่อสำรอง SLC สำหรับไดรฟ์ 'enterprise' เช่น X25-E

• อัลกอริทึมการจัดสรรที่ซับซ้อน ไม่เพียง แต่สำหรับการปรับระดับการสึกหรอ (แต่สำคัญมากเช่นกัน) พวกเขายังแยกการลบออกจากการเขียนดังนั้นเมื่อคุณต้องเขียนไดรฟ์ก็มีเซลล์ที่ถูกลบล่วงหน้าหลายตัวแล้วพร้อมที่จะเขียน

• การเชื่อมต่อ: SATA2 SATA3 และตอนนี้เป็นจำนวนมากได้เร็วกว่า USB ไม่เพียง แต่ในบิตเรตแบบดิบ แต่ยังมีประสิทธิภาพที่สูงขึ้นอีกมาก คุณไม่เคยมีความเร็วถึงทฤษฎี 100% ของ USB แต่ใน SATA, SAS และ IEE1394 คุณจะได้รับมันอย่างสม่ำเสมอ

• เทคนิคฮาร์ดแวร์พิเศษบางอย่าง; เช่นแคชแคชแบ็คแบ็คขนาดเล็กที่มีแบตเตอรี่สำรอง คุณเขียนไปยัง RAM ขนาดเล็กนี้และไดรฟ์เองเขียนลงใน Flash หลังจากยอมรับการเขียน

อินเตอร์เฟส USB เป็นคอขวดขนาดใหญ่ ฉันบังเอิญเป็นเจ้าของ Kanguru eFlash drive ที่ยอดเยี่ยมจริงๆและมันสร้างความแตกต่างอย่างมาก

อุปกรณ์นี้มีตัวเชื่อมต่อ USB และ eSata มันถ่ายโอนที่ 45 MB / s ที่ด้าน USB และ 90 MB / s ที่ด้าน eSata จากอุปกรณ์เดียวกัน! นี่ชี้ให้เห็นอย่างแท้จริงว่า USB เป็นปัจจัย จำกัด อย่างที่คนอื่น ๆ พูดกันมาบางตัวไดร์ฟราคาถูกเกินไปจนถูก จำกัด ด้วย USB

USB sticks ยังมีราคาต่ำกว่า SSD อยู่เล็กน้อย ซึ่งเป็นเพราะพวกเขาใช้ Flash ที่ช้ากว่าที่ถูกกว่าแทนที่จะใช้แฟลชที่มีราคาแพงใน SSD

ความแตกต่างหลักคือการใช้เทคโนโลยี: SLC (เซลล์เดียว), MLC (หลายเซลล์), TLC (เซลล์สามระดับ) ในขณะที่ SLC นั้นเชื่อถือได้และเร็วที่สุด แต่ก็ จำกัด อยู่ที่ความจุสูงสุดในขนาด GB ในแต่ละชิปแฟลช แฟลชไดรฟ์ที่ช้ากว่าที่คุณพูดถึงใช้ MLC ดังนั้นจึงช้ากว่าในขณะที่ SSD ส่วนใหญ่ยังคงใช้ SLC

ปัจจัยที่หลากหลายสามารถ จำกัด ประสิทธิภาพของแฟลชไดรฟ์ USB ได้ตั้งแต่ขนาดข้อ จำกัด ทางกายภาพและประสิทธิภาพของ NAND ไปจนถึงโอเวอร์เฮดโปรโตคอล USB

• ข้อ จำกัด ที่สำคัญที่สุดน่าจะเป็นขนาด แฟลชไดรฟ์ USB จำเป็นต้องมีขนาดที่เหมาะสมดังนั้นผู้ผลิตจึงไม่สามารถบรรจุชิป NAND จำนวนมากเกินไปลงในไดรฟ์ได้ SSD มักจะใช้ฮาร์ดไดรฟ์ขนาด 2.5 นิ้วซึ่งมีพื้นที่เพียงพอสำหรับ NAND (แม้ฟอร์มแฟคเตอร์ mSATA จะให้พื้นที่มากกว่าที่มีอยู่ในแฟลชไดรฟ์ที่มีขนาดพอสมควร) ตามกฎทั่วไปชิป NAND ยิ่งมีอยู่ในไดรฟ์มากเท่าไหร่ก็ยิ่งเร็วเท่านั้นเนื่องจากคอนโทรลเลอร์สามารถเขียนชิปมากขึ้น ในเวลาเดียวกัน (ขนาน)

  • ซัมซุงแก้ไขปัญหานี้โดยการทำ "SSD แบบพกพา" ด้วยเทคโนโลยี SSD แบบเต็มด้วย NAND แบบพรีเมี่ยมและตัวควบคุมประสิทธิภาพสูงที่พบใน SSD ภายในของแท้ ไดรฟ์เหล่านี้เชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ผ่านสาย USB แทนที่จะเป็นพอร์ต USB โดยตรง

  • มีแฟลชไดรฟ์ในรูปแบบแท่งแบบดั้งเดิมที่ใช้เทคโนโลยี SSD แบบเต็ม อย่างไรก็ตามผู้บริโภคส่วนใหญ่ไม่ต้องการหรือคาดหวังประสิทธิภาพ SSD เต็มรูปแบบจากแฟลชไดรฟ์ ไดรฟ์ดังกล่าวมักจะมีขนาดใหญ่พอที่จะบล็อกพอร์ต USB ที่อยู่ติดกันในระบบส่วนใหญ่

• เพื่อลดค่าใช้จ่ายโดยทั่วไปแล้วแฟลชไดรฟ์ USB จะใช้ NAND ระดับต่ำกว่าซึ่งไม่เร็วเท่าชิปที่ใช้ใน SSD รวมถึงคอนโทรลเลอร์ที่ทรงพลังน้อยกว่า นอกจากนี้เนื่องจากแฟลชไดรฟ์โดยทั่วไปมีความจุต่ำกว่า SSD จึงมี NAND น้อยกว่าเมื่อเทียบกับส่วนอื่น ๆ เช่นกล่องใส่ไดรฟ์แผงวงจรและตัวควบคุมที่มีแนวโน้มที่จะเพิ่มค่าใช้จ่ายต่อ GB เช่นกัน

• นอกจากนี้โปรโตคอล USB มีค่าใช้จ่ายค่อนข้างสูง เพื่อให้บรรลุประสิทธิภาพสูงสุดของไดรฟ์ต้องสนับสนุนUASPซึ่งจะช่วยให้ระบบส่งคำสั่ง SCSI เพื่อไดรฟ์ USB โดยทั่วไปแล้วไดรฟ์ที่มีราคาถูกกว่าจะรองรับการขนส่งแบบกลุ่มเท่านั้นซึ่ง จำกัด ประสิทธิภาพการทำงานต่อไป ดูคำตอบนี้สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม