Warum haben SSDs seltsame Größen?

Sowohl mechanische als auch Festkörperfestplatten haben eine Rohkapazität, die größer ist als ihre Nennkapazität. Die" zusätzliche " Kapazität wird beiseite gehalten, um fehlerhafte Sektoren zu ersetzen, sodass die Laufwerke nicht perfekt vom Fließband sein müssen und fehlerhafte Sektoren später während des Gebrauchs den Ersatzsektoren zugeordnet werden können. Während der ersten Tests im Werk werden alle fehlerhaften Sektoren den Ersatzsektoren zugeordnet. Wenn das Laufwerk verwendet wird, überwacht es die Sektoren (mithilfe von Fehlerkorrekturroutinen zum Erkennen des Bitpegels fehler) und wenn ein Sektor schlecht wird, kopiert er den Sektor in einen Ersatz und ordnet ihn erneut zu. Wann immer dieser Sektor angefordert wird, wechselt das Laufwerk in den neuen Sektor und nicht in den ursprünglichen Sektor.

Bei mechanischen Antrieben können sie beliebige Mengen an Ersatzspeicher hinzufügen, da sie die Servo -, Kopf-und Plattenkodierung steuern, sodass sie einen Nennspeicher von 1 Terabyte mit einem zusätzlichen 1 Gigabyte freien Speicherplatz für die Sektor-Neuzuordnung haben können.

SSDs verwenden jedoch Flash-Speicher, der wird immer in Zweierpotenzen hergestellt. Das zum Dekodieren einer Adresse erforderliche Silizium ist für eine 8-Bit-Adresse, die auf 200 Byte zugreift, dasselbe wie für eine 8-Bit-Adresse, die auf 256 Byte zugreift. Da sich dieser Teil des Siliziums nicht in der Größe ändert, ist die effizienteste Verwendung des Silizium-Realestats die Verwendung von zwei Potenzen in der tatsächlichen Flash-Kapazität.

Die Antriebshersteller sind also mit einer gesamten Rohkapazität in Potenzen von 2 festgefahren, müssen aber immer noch einen Teil der Rohkapazität für sector remapping. Dies führt zu 256 GB Rohkapazität, die beispielsweise nur 240 GB nutzbare Kapazität bietet.

Einfach ausgedrückt, alle SSDs sind an der Basis nicht das, was sie bewerben. Was sie bewerben, ist der "nutzbare" Speicherplatz. Für die meisten Laufwerke mit 120 "verwendbaren" GB Speicher ist das Basislaufwerk tatsächlich ein 128-GB-Laufwerk. 8 GB sind für bestimmte Hintergrundverwaltungsaufgaben reserviert, wie bereits erwähnt.

Technisch gesehen könnten sie einen weiteren Chip auf das Stück schlagen, um Ihnen 128 GB "nutzbaren" Speicherplatz zu geben, aber das kostet mehr Geld. Die Unternehmen, die Antriebe herstellen, haben erkannt, dass sich die Menschen mehr darum kümmern wie groß ihr Laufwerk ist, als ob sein nutzbarer Speicherplatz tatsächlich ein Vielfaches von 2 ist.

Sidenote - Es gibt tatsächlich einige Möglichkeiten, den erforderlichen Systemcode zu schreiben, weshalb Sie 120 -, 124-und 128-GB-Laufwerke verschiedener Hersteller sehen. Sie alle haben 128 GB "rohen" Speicherplatz, aber sie behandeln die erforderlichen Hintergrundinformationen unterschiedlich. Keine Version der Antriebscodierung ist so viel besser als die anderen, dass Sie es in den meisten Fällen bemerken würden. Sie könnten einen leichten Unterschied bemerken in Leistungsbenchmarks, aber es ist sehr unwahrscheinlich, dass Sie es bemerken, es sei denn, Ihr Computer hebt schwer und Sie wissen, wonach Sie suchen müssen.

Growing by powers of two ist ein streng mathematisches Konzept, das es einfach macht, mathematische Abkürzungen in einem Computer zu verwenden, der auf zwei Zuständen basiert. Das heißt, ein Computer kann eine ganzzahlige Multiplikation oder Division um den Faktor zwei so einfach durchführen, wie Sie eine Zahl mit 10 multiplizieren oder dividieren können. Sie verschieben einfach die Ziffern nach links oder rechts, ohne tatsächlich eine Berechnung durchführen zu müssen.

Jede Programmiersprache hat einen Operator für diese einfachen Operationen, in C-like Sprachen, die Sie n >> m aka shift n right m bits aka divide n by 2^m und n << m aka shift left aka multiply n by 2^m. Innerhalb des Prozessors dauert dieser Vorgang im Allgemeinen einen Zyklus und geschieht mit den Daten an Ort und Stelle. Jede andere arithmetische Operation, wie das Multiplizieren mit 3, erfordert den Aufruf einer ALU [Arithmetic Logic Unit], um ein oder zwei zusätzliche Zyklen damit zu verbringen, die Bits zu marshallieren und das Ergebnis zurück in ein bestimmtes Register zu kopieren. Wir helfen Ihnen, wenn Sie Dezimalpunktgenauigkeit benötigen und die FPU [Gleitkommaeinheit] erhält beteiligen.

Jedenfalls bezeichnet Ihr Computer alles intern gerne als Zweierpotenzen. Wenn die Maschine jedes Mal zu einer ALU-Operation gehen musste, wenn sie eine einfache Mathematik durchführen wollte, um einen Speicherzeigerversatz zu berechnen, würde Ihr Computer um eine Größenordnung langsamer laufen.

Das Wachstum des physischen Speichers hingegen wird weniger von roher binärer Mathematik bestimmt als von Physik, Technik und *drosselt das Wort* Marketing. Mit einer Spindel disk Die Kapazität wird bestimmt durch: die Anzahl der Platten, die Größe der Platten, die Größe der "Zylinder" und die Anzahl der Sektoren, die in einen Zylinder passen können. Diese werden im Allgemeinen mehr durch die physikalischen Fähigkeiten der Hardware und die Präzision der Lese - /Schreibköpfe als alles andere bestimmt.

Ich bin mit den internen Merkmalen von SSDs nicht so vertraut, aber ich stelle mir vor, dass die Skalierung darauf basiert: Wir können ein Array von N x M NAND-Sektoren erstellen, diese schichten K tief in einem chip, und fit J chips sie in eine 2,5" HDD fall. Reservieren Sie H% von ihnen für die Leistungsoptimierung, runden Sie die Zahl auf das nächste Vielfache von 5/10/20 ab, und das ist die Kapazität des Laufwerks, das wir auf der Box drucken werden.

Wenn eine dieser Berechnungen zu einer ordentlichen kleinen Potenz von zwei funktioniert, wird dies ein vollständiger Zufall sein und für niemanden von geringem Nutzen sein.

In älteren SSDs war die Kapazität in Vielfachen von 8, weil es 8 "Bits" (0/1) in einem "Byte"gibt. Genau wie bei Flash-Laufwerken war dies zu einer Zeit, als die Leute den Vorteil einer SSD nicht sahen, und jedes "Bit" half.

Jetzt, da die Verbraucher sich der SSD-Technologie und auch der Fortschritte in der Technologie bewusster sind, bringen die SSD-Hersteller sie durch eine Kombination, die die Größe "schätzt", wie es der HDD-Markt getan hat, zu den bekannteren Zahlen zurück und kombinieren Chips unterschiedlicher Größe, um erhalten Sie eine gerade 10-Nummer (z. B. 6 GB+4 GB=10 GB)