SSD sans DRAM, fonctionnalités, accès au stockage et avenir

by Jack
DRAMLESSSSD

Un disque SSD est pour l’instant beaucoup plus cher qu’un disque dur en termes de coût de stockage, à cela il faut ajouter les périodes pendant lesquelles la RAM augmente de prix ou souffre d’une pénurie. À cette époque, les disques SSD sans DRAM sont les moins chers si nous comparons leur capacité de stockage en fonction du prix à d’autres disques SSD. Mais sont-ils les bons en termes de performances?

Le contrôleur Flash sur les disques SSD

DRAMLESSSSD

Pour comprendre l’existence du contrôleur Flash, nous devons comprendre la manière dont le CPU communique avec les périphériques du PC, c’est ce que nous appelons les E / S mappées en mémoire, qui se traduisent en E / S par mappage de mémoire. Cette technique consiste à attribuer à chaque périphérique une série d’adresses mémoire. De telle manière que lorsque la CPU fait une demande à ladite adresse mémoire, alors elle communique avec cette adresse mémoire.

L’avantage que cela a, afin de communiquer avec le reste des mémoires du système, est que cela leur permet de voir le reste des mémoires comme un puits universel de RAM. Il permet même au CPU de communiquer avec la mémoire des différents périphériques comme s’il faisait partie de sa propre mémoire.

Contrôleur Flash

Cela est dû au fait que la CPU utilise un système d’adresse virtuelle qui subit une transformation en adresses physiques dans le processus. Nous n’allons pas entrer dans cet article sur l’accès à la RAM, mais nous devons tenir compte du fait que chaque mémoire du système a son propre adressage physique, donc pour accéder à ladite mémoire, une unité en charge de la traduction est nécessaire. adresses, dans le cas de la RAM est le contrôleur de mémoire, qui est aujourd’hui intégré dans les CPU.

Dans le cas des disques SSD ou SSD, il y a le contrôleur flash, sa tâche est la même que le contrôleur de mémoire RAM, mais au lieu de le faire avec la RAM, il le fait avec la mémoire flash trouvée dans le SSD. Contrairement au contrôleur de mémoire, il n’a pas été intégré dans le CPU aujourd’hui.

Pourquoi la plupart des SSD ont-ils une mémoire DRAM?

Tableau des pages

Lors de l’accès à n’importe quel type de mémoire, une carte mémoire est nécessaire, qui est une structure de données qui indique au CPU comment la mémoire est organisée. Dans les CPU avec prise en charge de la mémoire virtuelle, il fait référence aux tables de pages, qui stockent la correspondance entre l’adressage virtuel que le CPU utilise pour communiquer avec la mémoire et l’adressage physique et réel de la mémoire.

Les tables de pages sont généralement stockées dans la RAM et sont utilisées non pas par le processeur lui-même mais par l’une de ses unités, la MMU, qui se trouve à l’intérieur du contrôleur de mémoire et est l’unité responsable de la gestion de la mémoire RAM. Avant, nous avons commenté que le fonctionnement du contrôleur Flash est le même que celui du contrôleur de mémoire RAM, mais pour la mémoire flash.

Le problème? Le processus de déplacement d’adresse nécessite une mémoire très rapide, il ne peut donc pas être effectué en Flash NAND car la latence d’accès serait suffisamment élevée pour éliminer complètement tous les avantages du SSD. C’est pourquoi la plupart des SSD ont bien une mémoire RAM, qui sert à sauvegarder la table de transfert d’adresses et à pouvoir accéder le plus rapidement possible aux données requises par le CPU.

Pourquoi les performances d’un SSD sans DRAM sont-elles inférieures?

Accès DRAM SSD (moins)

Oui, et on les appelle DRAMLess, leur particularité? Ils sont beaucoup moins chers que les SSD conventionnels en raison du fait qu’ils n’ont pas de mémoire DRAM intégrée. L’absence d’un puits de mémoire DRAM oblige le contrôleur Flash dans SSD DRAMLess à rechercher la deuxième mémoire la plus rapide à laquelle il a accès, qui bien que cela semble contre-productif de loin, c’est la RAM du système au lieu du flash NAND qui se trouve dans le propre SSD.

Cela signifie que dans un SSD sans DRAM pour accéder à la table d’adresses, vous devrez faire une demande en tant que périphérique à l’IOMMU et cela se rendra dans la RAM du système. La raison pour laquelle il ne le fait pas au Flash NAND qui est plus proche est qu’un tel niveau d’activité finirait par épuiser le SSD beaucoup plus rapidement, raccourcissant la durée de vie utile du SSD.

Bien sûr, il existe des cas dans lesquels le contrôleur Flash n’utilise pas la RAM du système pour y accéder, mais la mémoire Flash NAND elle-même. Quelles conséquences cela a-t-il? Usure beaucoup plus rapide des cycles de lecture et d’écriture des puces NVMe du SSD, ce qui réduira la durée de vie du SSD.

L’avenir des SSD sans DRAM

Accès futur sans DRAM SSD

Une des choses qui est recherchée dans le futur grâce à l’adoption de technologies comme le CXL, qui sera intégré à partir de PCI Express 5.0, est le fait que les périphériques puissent accéder directement à l’espace mémoire RAM sans avoir qu’à passer par l’IOMMU lecteur, cela signifie que les SSD sans DRAM seront plus rapides.

Cette possibilité signifie que le contrôleur de mémoire intégré dans les CPU sert également de contrôleur de mémoire Flash, permettant d’accéder directement aux puces de mémoire NVMe. A cela, il faut ajouter l’existence de modules DIMM qui n’ont pas de puces de mémoire RAM, mais plutôt une mémoire non volatile. Allons-nous étendre le stockage de nos PC du futur avec des modules DIMM? Qui sait, la technologie est là.

3DIC

L’autre possibilité est l’utilisation de la mémoire embarquée, notamment en utilisant des configurations 3DIC pour placer la DRAM utilisée comme cache au-dessus du contrôleur de mémoire. La DRAM serait toujours, mais pas sur une puce séparée, mais intégrée dans le contrôleur de mémoire via une interconnexion verticale. En raison de la proximité de cette mémoire, ce serait plus rapide

Nous verrons les deux concepts dans le futur, bien que dans le second cas, nous le verrons davantage dans les processeurs sans le contrôleur Flash intégré en eux.

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