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Ventajas de la sobredotación (OP)
Cómo la OP mejora la resistencia de las unidades SSD

Para entender por qué las unidades SSD se configuran con sobredotación y cómo se beneficia de ello el controlador SSD, debemos hablar del funcionamiento habitual que tienen las SSD y las limitaciones de las memorias Flash NAND no volátiles.

Cada una de las celdas de las memorias Flash NAND tiene una expectativa finita de vida, que depende de su programación y de su resistencia a los ciclos de programación-borrado (P/E). El nivel de dicha resistencia influye en la capacidad de las celdas de almacenar cargas eléctricas de manera fiable, y podría por lo tanto amenazar la integridad de los datos. Los fabricantes de memorias Flash NAND caracterizan sus módulos en cuanto a la resistencia P/E durante el proceso de fabricación.

No obstante, al pasar de 2D a 3D la geometría de los módulos NAND mejorará la resistencia de las memorias NAND, aumentará la densidad de las obleas y disminuirán los costes de producción, lo que hará que las unidades SSD sean más accesibles.

En resumen, los tres factores principales que afectan la resistencia de las unidades SSD son:

  • La resistencia de programación-borrado y la complejidad (que depende de la geometría) de los ciclos de lectura-programación-borrado (la geometría en este caso incluye las tecnologías de manufactura de 2 y de 3 dimensiones).
  • Capacidad de las unidades SSD
  • Las capacidades y la eficiencia (recolección de elementos no utilizados, la amplificación de la escritura, la gestión de los bloques, la nivelación del desgaste y la tecnología de corrección de errores) del controlador SSD.
Cómo la OP mejora el rendimiento de las unidades SSD

Todas las obleas de los módulos Flash NAND están conformadas por múltiples bloques, que a su vez contienen una multiplicidad de páginas.

La escritura en las memorias Flash NAND se puede realizar a nivel de página, pero el borrado sólo se puede realizar a nivel de bloque.

Si se necesita modificar o borrar una única página previamente programada perteneciente a un bloque, se debe leer primero el contenido de todo el bloque (conformado por múltiples páginas) y almacenarlo temporalmente en memoria, para después borrar el bloque entero y poder programar los contenidos nuevos en la misma dirección de bloque.


Referencias

La única situación en la que una página se puede escribir directamente en un bloque de memoria Flash NAND sin este tedioso ciclo de leer-modificar-escribir es cuando la página ya se encuentra en el estado de no programada (vacía).

Mantener vacíos y en reserva una gran cantidad de bloques mediante la sobredotación contribuye a mantener constante el rendimiento de las unidades SSD, especialmente en situaciones de escritura no-secuencial que presentan las cifras más altas del factor de amplificación de la escritura (WAF). [1]

  1. JESD219: Cargas de trabajo de medición de la resistencia de las unidades SSD, comité JEDEC (http://www.jedec.org/standards-documents/docs/jesd219a). Las cargas de trabajo del JEDEC, tanto la de categoría cliente como la de categoría empresarial, constituyen estándares de la industria que permiten evaluar las unidades SSD y determinar las correspondientes TBW nominales de las unidades. Observe que las cargas de trabajo específicas de su aplicación pudieran ser distintas de las estándar, por lo que las especificaciones de TBW podrían estar por encima o por debajo a lo largo del tiempo, debido al WAF específico de su aplicación.

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