Warum sind USB-flash-Laufwerke so viel langsamer als SSDs?

Einige Faktoren, die ich gesehen habe:

• Parallelität: Lassen Sie uns viele Flash-Geräte verwenden und parallel darauf zugreifen, Pipelining und Interleaving.

• SLC / MLC: Mehrstufige Zellen speichern zwei Bits in jeder Zelle, aber die Zugriffszeit ist länger und Zellen auf einer Ebene speichern ein Bit pro Zelle. Außerdem erhalten SLC viel mehr Schreib - / Löschzyklen als MLC. Alle USB-Flashdrives und SD-Karten sind MLC, weil es billiger ist. Beachten Sie, dass einige "Consumer" - SSDs, wie Intels X25-M, verwenden auch MLC und reservieren SLC für "Enterprise" - Laufwerke, wie das X25-E.

• Komplexe Zuordnungsalgorithmen. Nicht nur für Verschleißnivellierung (aber das ist auch sehr wichtig), sie lösen auch das Löschen vom Schreiben, also wenn Sie schreiben müssen, hat das Laufwerk bereits mehrere vorgelöschte Zellen bereit geschrieben werden.

• Schnittstellen: SATA2 und jetzt SATA3 sind ein lot schneller als USB. Nicht nur auf roh - bitrate, sondern haben auch eine viel höhere Effizienz. Sie erreichen nie 100% der theoretischen Geschwindigkeit von USB, aber auf SATA, SAS und IEE1394 erhalten Sie es konsequent.

• Einige zusätzliche Hardware-Tricks; wie ein kleiner Batterie-Backed Writeback Cache. Sie schreiben in diesen kleinen RAM und das Laufwerk selbst schreibt in Flash , nachdem den Schreibvorgang bestätigt hat.

Die USB-Schnittstelle ist ein riesiger Engpass. Ich besitze zufällig ein wirklich cooles Kanguru eFlash-Laufwerk und es macht einen großen Unterschied.

Dieses Gerät verfügt über einen USB-und einen eSATA-Anschluss. Es überträgt mit 45 MB/s auf der USB-Seite und 90 MB / s auf der eSATA-Seite. Vom selben Gerät! Dies deutet wirklich darauf hin, dass USB der limitierende Faktor ist. Wie andere jedoch gesagt haben, sind einige Laufwerke zu billig gebaut, um sogar durch USB begrenzt zu sein.

USB-Sticks kosten auch etwas weniger als SSDs. Was daran liegt, dass sie billigeren langsamen Blitz anstelle des teuren schnellen Blitzes verwenden, der in SSDs verwendet wird.

Primäre unterschied ist die verwendung von technologie: SLC (Einzelne Zelle), MLC (Multi Zelle), TLC (Drei-ebene Zelle). Während SLC das zuverlässige und schnellste ist, ist es auch auf die maximale Kapazität in GB-Größen auf jedem Flash-Chip beschränkt. Langsamere Flash-Laufwerke, die Sie erwähnen, verwenden MLC und sind daher langsamer, während die Mehrheit der SSD immer noch SLC verwendet.

Eine Vielzahl von Faktoren kann die Leistung eines USB-Flashlaufwerks einschränken, von physischen Größenbeschränkungen und NAND-Leistung bis hin zum USB-Protokoll-Overhead.

• Die bedeutendste Einschränkung ist wahrscheinlich die der Größe. USB-Flash-Laufwerke müssen eine angemessene Größe haben, sodass Hersteller nicht genau zu viele NAND-Chips in das Laufwerk packen können. SSDs verwenden normalerweise den 2,5-Zoll - Festplattenformfaktor, der ausreichend Platz für NAND bietet. (Auch der mSATA-Formfaktor bietet mehr platz als in einem vernünftigen Flash-Laufwerk zur Verfügung steht.) Je mehr NAND-Chips sich in einem Laufwerk befinden, desto schneller kann es in der Regel sein, da der Controller gleichzeitig (parallel) auf mehr Chips schreiben kann.

  • Samsung umgeht dieses Problem vollständig, indem es eine "tragbare SSD" mit Full-Fat-SSD-Technologie herstellt, mit dem gleichen Premium-NAND und Hochleistungs-Controller, der auf einer "echten" internen SSD zu finden ist. Diese Laufwerke werden über ein USB-Kabel mit dem Computer verbunden. als direkt in einen USB-Anschluss.

  • Es gibt Flash-Laufwerke im traditionellen Stick-Formfaktor, die volle SSD-Technologie verwenden. Die meisten Verbraucher benötigen oder erwarten jedoch keine vollständige SSD-Leistung von einem Flash-Laufwerk, was sie auf eine teure Nische beschränkt. Solche Laufwerke sind normalerweise auch groß genug, um benachbarte USB-Anschlüsse auf den meisten Systemen zu blockieren.

• Um die Kosten zu senken, verwenden USB-Flash-Laufwerke normalerweise minderwertiges NAND, das nicht so schnell ist wie die in SSDs verwendeten Chips, sowie weniger leistungsstarke Controller. Da Flash-Laufwerke im Allgemeinen eine geringere Kapazität als SSDs haben, gibt es im Vergleich zu den anderen Teilen wie dem Laufwerksgehäuse, der Leiterplatte und dem Controller weniger NAND, was die Kosten pro GB ebenfalls erhöht.

• Darüber hinaus hat das USB-Protokoll einen relativ hohen Overhead. Um maximale Leistung zu erzielen, muss das Laufwerk UASP unterstützen, wodurch das System SCSI-Befehle an USB-Laufwerke senden kann. Weniger teure Antriebe unterstützen Sie nur Bulk-Only-Transport, der die Leistung weiter einschränkt. Siehe diese Antwort für weitere Informationen.