Jaaroverzicht: de solid state disk

Het afgelopen jaar zagen we diverse trends geboren worden, terwijl er ook trends tot standaard werden verheven. Een van de belangrijkste ontwikkelingen die al voor 2007 werd ingezet en in 2008 vaste grond onder de voeten kreeg, is de verschuiving van opslagmedia naar solid state disks.



Toegegeven, nog maar enkele procenten van de computers, laptops en servers maakt gebruik van ssd's als primaire wijze om gegevens op te slaan, maar 2008 betekende een belangrijke doorbraak voor het alternatief van de harde schijf. De opmars van de ssd mag dan eerder in gang zijn gezet, maar 2008 verankerde de drang naar een sneller alternatief voor de harde schijf in de computerwereld. Zeker in het hoofd van menig tweaker zal de ssd zich afgelopen jaar onwrikbaar een plaats hebben veroverd. Wie heeft dit jaar niet de sterke neiging gehad, of heeft eraan toegegeven, de roterende harde schijf voor een schijf van flashgeheugen in te wisselen of te laten vergezellen?

De ssd is er echter nog lang niet: hoewel 2008 zonder meer een belangrijk jaar was, en de naamsbekendheid enorm toenam, zal de traditionele harddisk zich nog verre van bedreigd voelen. Desalniettemin boekte de ssd niet alleen vooruitgang wat bekendheid betreft, ook de techniek achter het nand-geheugen werd sterk verbeterd. De belangrijkste vorderingen van de solid state disk van het afgelopen jaar zullen we kort aanstippen.

Snelheid

Ongetwijfeld het belangrijkste aspect van de ssd en de reden waarom deze zo populair is geworden in het afgelopen jaar, is de snelheid. Die claim kan het solid state-geheugen echter maar ten dele waar maken: in sommige aspecten is de ssd inderdaad snel, maar er is een keerzijde.



Het uitlezen van gegevens die op een ssd staan opgeslagen, gaat over het algemeen bijzonder rap. Het sequentieel lezen, ofwel het ophalen van gegevens die aaneengesloten zijn opgeslagen, is geen enkel probleem voor een ssd. Ook met het inlezen van kleinere bestanden heeft de ssd doorgaans geen moeite. De derde uitdaging voor de ssd, het sequentiele schrijven, is voor het gros van de ssd's niet echt een uitdaging. Maar waar de schifting plaatsvindt, is het wegschrijven van willekeurige data, ofwel de random write-acties. Vooral de eerste ssd's die voor de gemiddelde consument binnen het budget pasten, vielen door de mand. De schijven lieten tegenvallende prestaties in die random writes zien, en in dagelijks gebruik toonden de ssd's zich nauwelijks sneller, of zelfs langzamer, dan de door sommigen reeds afgeschreven harde schijf.



Pas wanneer voor het dure slc-geheugen in plaats van het mlc-type werd gekozen, termen die bij ssd-geïnteresseerden inmiddels gesneden koek zijn, bleken de beloftes deels ingelost te kunnen worden. Klein nadeel van de ssd's met single level cell-geheugen is de prijs: die is over het algemeen een veelvoud van ssd's op basis onderdelen met multi-level cell-geheugen. De prijs bleek echter niet alleen aan duurdere geheugen te wijten: ook de geheugencontroller zou in de loop van 2008 een steeds prominentere rol krijgen. Intel kondigde dan ook in augustus aan een aantal ssd's op de markt te brengen die van een verbeterde controller voorzien waren en die beloofden prestaties om van de watertanden. Zelfs de prijs bleek nog enigszins redelijk en die hield het midden tussen instap-ssd's en de zeer prijzige, maar snelle, slc-ssd's van fabrikanten als Mtron en Memoright.

Controller

Vooral de controller van Jmicron bleek debet aan de tegenvallende prestaties te zijn, zo zou uit benchmarks blijken. Helaas bleek juist die chip in het gros van de betaalbare ssd's te worden gebruikt. De ssd's uit de hogere prijsklasse, veelal ook voorzien van het snellere slc-geheugen, vertonen dit manco niet, daar de gebruikte controller data sneller kan verwerken en over meerdere kanalen beschikt om gegevens onder de geheugencellen te verdelen. Ook de manier waarop de controller met de specifieke eisen van flashgeheugen omgaat, zoals de vertragingen die door een fenomeen dat write amplification wordt genoemd, speelt een belangrijke rol bij de prestaties van de ssd.

Een van de fabrikanten die de markt in rap tempo van betaalbare ssd's voorzag, was OCZ. Met de aankondiging snelle ssd's op de markt te gaan zetten tegen een betaalbare prijs, riep de Core-serie ssd's hoge verwachtingen op. De verschillende versies bleken echter weliswaar betaalbaar, maar in de praktijk niet zo snel als gehoopt. Door de ssd's in een raid0-opstelling in te zetten, bleken de prestaties acceptabel, reden voor het bedrijf twee ssd's, aangestuurd door een interne raid-controller, in een enkele behuizing te plaatsen. Voor echt leuke prestaties diende Windows dan echter drastisch getweaked te worden.

Besturingssysteem

Het besturingssysteem speelt dan ook geen onbelangrijke rol in de prestaties van de ssd. Dat beseften ook steeds meer fabrikanten, die, net als consumenten, een niet onaanzienlijke interesse in ssd's ontwikkelden. Om de tegenvallende prestaties van producten te rechtvaardigen, werd het besturingssysteem dan ook steeds vaker in de lijst van oorzaken genoemd. Windows werd immers geprogrammeerd voor harde schijven, en die werken anders dan ssd's. Opmerkelijk daarbij is dat een relatief oude Windows-versie, Windows 2000, het best zou samenwerken met ssd's. Samsung kondigde desalniettemin aan met Microsoft te gaan samenwerken om Windows te verbeteren, zoals het eerder met Sun deed voor zfs.

De trend die in 2008 werd ingezet zal zich in 2009 ongetwijfeld onverminderd voortzetten. Consumenten zullen meer ssd's met een grotere capaciteit voor een lagere prijs in de schappen aantreffen. De grootste capaciteit bedraagt momenteel 512GB, hoewel de massaproductie van die ssd's volgens fabrikant Toshiba nog tot het tweede kwartaal van 2009 op zich laat wachten. Ook werken diverse fabrikanten aan een eigen controller om de prestaties van de ssd's op te krikken, zo heeft Samsung aangekondigd ssd's met een eigen controller uit te brengen. Ook Micron ontwikkelde, samen met Sun, een nieuwe geheugencontroller die voor slc-ssd's zal worden ingezet.



Met de snelheden die ssd's beloven, en in sommige gevallen al waarmaken, zal de solid state disk ook in het komende jaar van zich doen laten spreken. Daarbij hebben ssd's ook het voordeel van een relatief laag energieverbruik, dat niet alleen voor datacentra, maar ook consumenten aantrekkelijk in de oren zal klinken. Ook kruipt de capaciteit steeds dichter naar die van conventionele harde schijven en een toenemend aantal fabrikanten brengt in steeds rapper tempo verbeterde ontwerpen uit. Die factoren zullen er ongetijfeld aan bijdragen dat de ssd straks niet alleen de wens van een tweaker is, maar gemeengoed zal worden.