Actualités informatiques du 17-09-2014

Lors de l'annonce de l'Ultra II de Sandisk, nous avions été surpris de voir que Sandisk se contentait d'afficher des débits maximum de 550 Mo /s en lecture et 500 Mo /s en écriture quelle que soit la capacité.

Derrière ce débit se cache en fait une méthode similaire à celle déjà utilisée par Samsung sur ses 840 EVO qui disposent également de TLC, c'est-à-dire qu'une partie de la Flash TLC n'est pas utilisée pour stocker 3 bits par cellules (8 niveaux distincts de tension) mais comme un cache rapide sur lequel est stocké 1 bit par cellule (2 niveau, c'est plus rapide à programmer et ça use moins la cellule). Ce qui est appelé TurboWrite chez Samsung (cf. cette page) devient ici le nCache 2.0.

Alors que chez Samsung le 840 EVO intègre 3 Go de cache "SLC" sur les versions 120 et 250 Go, 6 Go sur la version 512 Go et 12 Go sur la version 1 To, chez Sandisk on est à :

- 5 Go pour la version 120 Go
- 10 Go pour la version 240 Go
- 20 Go pour la version 480 Go
- 40 Go pour la version 960 Go

Sandisk est donc nettement plus généreux, ce qui permettra de maintenir la vitesse optimale plus longtemps. Chez les deux constructeurs ceci se fait sans perte sur l'espace utilisateur disponible, on notera cependant que les cellules utilisées de cette manière auraient pu être utilisées pour les données utilisateurs… ainsi un Ultra II 120 Go aurait pu accueillir 135 Go de données au lieu de 120 Go de données + 5 Go de cache "SLC", ce qui n'aurait pas été pour déplaire à tout le monde.

Pour rappel un SSD de 120 Go intègre en général 137,4 Go / 128 Gio de Flash, mais apparemment et au contraire de Samsung Sandisk ne s'est pas contenté d'utiliser l'espace habituellement laissé en réserve puisque l'Ultra II intègre une parité avec un ratio non négligeable de 5 pour 1 destinée à protéger les données en cas de panne d'une partie de la Flash. Entre cette parité et le nCache 2.0, l'Ultra II semblent intégrer nettement plus de Flash qu'un SSD classique pour une même capacité de stockage disponible pour l'utilisateur.

Au delà du débit, Sandisk met en avant le fait que nCache 2.0 permet d'avoir une amplification en écriture moindre sur la partie de la Flash utilisée en TLC. En effet, les données qui sont réécrites en TLC depuis le nCache le sont de manière séquentiel, ce qui évite une amplification en écriture élevée même si le SSD manque d'espace Flash utilisable de manière optimale. C'est mieux que sans nCache, mais on peut se demander si ce ne serait pas encore mieux si la Flash dédiée à nCache n'était pas disponible de manière classique (5 Go de nCache = 15 Go de TLC). Autre point, si les données sont supprimées par l'utilisateur avant que le cache ne soit vidé, on évite d'écrire inutilement sur la TLC.

Mais le gros problème selon nous c'est que Sandisk ne communique jamais sur la vitesse en écriture une fois que ce cache n'a pas eu le temps d'être vidé. Samsung ne fait pas mieux sur ses fiches produits, mais à défaut on peut trouver l'information en fouillant sur son site (on passe ainsi de 410 à 140 Mo /s sur le 120 Go et de 520 à 270 Mo /s sur le 250 Go). Chez Sandisk c'est peine perdue et nos confrères d'AnandTech  on pu mesurer un débit qui passe de 400 Mo /s à 240 Mo /s environ sur l'Ultra II 240 Go !

Côté endurance, Sandisk fait également dans le flou et ne donne pas d'information sur l'Ultra II sur le volume de données pouvant être écrit de manière garantie dans la durée. Nos confrères ont observé l'évolution de l'indicateur SMART d'usure du média au fil des écritures nos confrères ont évalué que cet indicateur était programmé pour atteindre 100% après environ 500 cycles d'écritures sur la Flash. Même si ce chiffre n'est qu'indicatif c'est tout de même deux fois moins que sur 840 EVO et 6 fois moins que sur un SSD en MLC même récent, même si avec une amplification en écriture réduite à 1.2 par exemple cela permet d'atteindre les 100 To sur une version 240 Go ce qui laisse largement de quoi voir venir.

Ce sont donc deux constructeurs supplémentaires, Micron et Sandisk, qui rejoignent les rangs des constructeurs ayant à leur catalogue des SSD dont les caractéristiques en terme de débit sont gonflées par des techniques diverses, que ce soit une partie de la Flash dédiée à un "Turbo" (Samsung, Sandisk), l'intégralité de la Flash adressée en premier lieu en mode "Turbo" (OCZ, Toshiba, Micron) mais aussi la compression de données de SandForce (OCZ, Kingston, Corsair et bien d'autres). Il est vraiment dommage que les efforts des constructeurs, tout comme l'attention des consommateurs, se portent sur ces chiffres de débits en écriture tant ils sont peu important en pratique sur de petits SSD. Mais encore une fois nous ne pouvons que souhaiter que dans ces cas les caractéristiques de débit ne se limitent plus à un chiffre maximal mais à un intervalle !

Micron vient d'annoncer un nouveau SSD, le M600. Pour l'instant réservé aux OEM et à l'intégration en attendant d'être probablement décliné sous la marque Crucial, ce M600 fait appel comme le M550 à un contrôleur Marvell 88SS9189 mais le combine cette fois avec de la mémoire MLC 16nm au lieu de la 20nm. Ce type de mémoire a initialement été introduit sur les MX100 256 et 512 Go.

Le M600 sera disponible en versions 128 Go à 1 To en 2.5", et 128 Go à 512 Go en mSATA et M.2, l'interface étant dans tous les cas de type SATA 6 Gb/s. Côté performances Micron annonce juste des chiffres maximums sans préciser la capacité, avec :

- 560 Mo /s en lecture séquentielle
- 510 Mo /s en écriture séquentielle
- 100 000 IOPS en lecture séquentielle
- 88 000 IOPS en écriture séquentielle

On est donc très légèrement au-dessus de ce qu'offrent les plus gros M550 (550/500/95K/85K). L'endurance est de 100 To sur la version 128 Go (55 Go / jours pendant 5 ans), 200 To en 256 Go, 300 To en 512 Go et 400 To en 1 To (bizarrement ce devrait plutôt être 400 et 800 pour ces deux derniers). Les Crucial M500, M550 et MX100 étant pour leur part tous certifiés pour 72 To quelle que soit leur capacité, on note une amélioration sur ce point ou tout du moins des caractéristiques plus logiques.

On notera l'apparition d'une nouvelle fonctionnalité dénommée Dynamic Write Acceleration, qui n'est ni plus ni moins que l'implémentation du "Mode SLC" implémenté par OCZ depuis quelques années déjà et que nous avions entre autre pointé du doigt sur cette page. Cette fonction est activée en 2.5" sur les versions 128 et 256 Go, et sur toutes les capacités en mSATA et M.2.

Pour faire simple, les données sont d'abord écrites de la manière la plus rapide possible sur la Flash, c'est-à-dire en ne stockant que le premier bit sur chaque cellule MLC. Cela permet ainsi d'accélérer grandement les écritures sur environ la moitié de l'espace disponible, la contrepartie étant que dans un second temps il faut réécrire toutes ces données de manière classique (deux bits par cellule) afin d'avoir de nouveau droit à ce mode Turbo.

L'avantage pour Micron est évident, il permet au constructeur d'afficher même sur le Crucial M600 en version 128 Go un débit séquentiel maximal en écriture élevé, 466 Mo /s, là ou un M500 était à 130 Mo /s, un M510 à 187 Mo /s et un M550 à 350 Mo /s (grâce à l'utilisation de 64 Gb sur ce dernier), ce qui lui permet de rejoindre OCZ, Toshiba ainsi que Samsung et même Sandisk (nous y reviendront ce jour) dans ce domaine. Les contreparties sont de plusieurs niveaux.


La première et comme le montre le graphique ci-dessus issue de la documentation Micron, si on écrit un gros volume de donnée d'une traite, les données n'ont pas le temps d'être réécrites de manière classique et au-delà de 46% de l'espace disponible le débit chute au niveau classique de la MLC, 160 Mo /s, alors qu'après 58% on tombe à 50 Mo /s, un niveau très bas puisqu'en sus d'écrire les données le contrôleur doit en même temps libérer de l'espace en réécrivant les données initialement écrites en "SLC".

Bien entendu dans la majorité des cas on n'écrit pas un volume si important d'une traite, mais l'autre contrepartie impacte tout le monde puisque les données sont écrites deux fois en flash. Une fois de manière rapide (2 bits = 2 cellules), puis on a droit à une opération de lecture de ces deux cellules puis une écriture des 2 bits dans 1 cellule. Dans le pire des cas, au lieu d'écrire une cellule, on va donc écrire 3 cellules et en lire 1, même si il faut noter que l'écriture initiale use nettement moins la cellule qu'une écriture classique.

Micron indique que les SSD disposant de Dynamic Write Acceleration disposent pour compenser ceci d'algorithmes de gestion de NAND augmentant de 50% son endurance par rapport aux SSD sur lesquels la fonction n'est pas activée. On se demande surtout pourquoi les SSD classiques n'y ont pas droit.

L'autre contrepartie c'est bien entendu le surplus de consommation entrainé par ces opérations supplémentaires. Ironiquement le document de Micron sur la DWA  met en avant le contraire, en ne parlant que de l'écriture initiale et en omettant purement les opérations de lectures et réécritures qui suivront. C'est pour cette raison que la fonction DWA est activée quelle que soit la capacité sur M.2 et mSATA, alors que la version 512 Go est épargnée en 2.5", ce qui parait pour le moins incohérent.

Il parait clair que Micron a avant tout cédé ici aux sirènes du marketing et que DWA est là pour permettre d'afficher, comme le font malheureusement d'autres concurrents, de gros débits en écritures sur les petites capacités mais qui ne sont ni soutenus ni sans contrepartie. Une situation très regrettable qui n'a rien de nouveau, puisqu'avant ce type de mécanisme il se posait déjà le problème des débits affichés sur les SSD en SandForce. A défaut d'un retour en arrière, le minimum serait que les constructeurs ne communiquent plus un débit maximal pour ce type de SSD mais un intervalle !