Metodologías de recolección de basura de Kingston para un mayor rendimiento del SSD para el trabajo del cliente

Las SSDs integran controladores avanzados que administran el almacenamiento flash NAND. Kingston® utiliza controladores LSI® basados en SandForce® para SSDs específicas, los cuales proporcionan a los clientes resistencia y rendimiento mejorados. Estos controladores utilizan tecnologías patentadas para realizar la recolección de elementos no utilizados (Garbage Collection - GC).

Cuando se eliminan los archivos en un sistema operativo tal como Windows, el sistema operativo sólo marca su tabla de archivos interna que indica que el archivo ha sido eliminado. En las unidades de disco duro (HDDs), los datos ahora inválidos siguen ahí y pueden ser sobrescritos directamente por el sistema para almacenar nuevos datos.

Los dispositivos basados en memoria Flash NAND no pueden sobrescribir los datos que ya están ahí. Tienen que pasar a través de un ciclo de programación/borrado; para escribir en un bloque de datos que ya se utiliza, un controlador de SSD primero copiaría todos los datos válidos (los que todavía están en uso), y los escribiría en páginas vacías de un bloque diferente, borra todas las celdas en el bloque actual (ambos datos válidos y datos no válidos) y, a continuación, empezaría a escribir nuevos datos en el bloque recién borrado. Este proceso es denominado recolección de elementos no utilizados. Los sistemas operativos más recientes también admiten el comando TRIM, por el que el sistema operativo notifica a la SSD que ha eliminado los archivos específicos, de manera que la SSD puede gestionar mejor el proceso de GC para recuperar ese espacio con anterioridad y evitar guardar y mover esos datos no válidos.

Las SSDs de Kingston con controladores LSI SandForce realizan una GC muy eficiente en primer plano, lo que significa que se pueden preparar con gran rapidez los bloques que se borrarán en tiempo real, y no hacen GC en segundo plano, la cual puede mover datos innecesariamente cuando podrían ser borrados por el usuario el día siguiente. La metodología de GC en primer plano tiene como resultado una mayor resistencia y rendimiento para la SSD. Además, la GC en primer plano maximiza el beneficio representado por estados de inactividad de bajo consumo de energía, apagándose cuando el sistema no esté accediendo a la unidad SSD, algo que el proceso de GC en segundo plano interrumpe, porque está moviendo datos para preparar nuevos bloques antes que se hagan necesarios.

Kingston llevó a cabo pruebas haciendo uso de una utilidad llamada Anvil que realiza ciclos de llenado de las SSDs con datos, borrando todos los datos y luego escribiendo los datos para llenar de nuevo la unidad. Pusimos a prueba esta utilidad con y sin TRIM (sin TRIM se simula mediante una SSD KC300 en un servidor con una tarjeta RAID, donde el comando TRIM no pasa por el controlador RAID, o utilizando la SSD de Kingston en plataformas Apple Mac).

Los resultados muestran la ventaja en rendimiento de las unidades SSDNow en cuanto a un menor tiempo de llenado de la unidad, y tiempos menores para rellenar de nuevo después de un borrado total de los archivos; esto pone de manifiesto la eficacia de la GC en la unidad SSD: El eje izquierdo muestra el tiempo de llenado de la unidad (en segundos, menos es mejor) y el eje inferior muestra las 10 ejecuciones consecutivas con y luego sin TRIM. No sólo se registran los tiempos más bajos de llenar y volver a llenar la unidad con la KC300, sino que su rendimiento es consistente a lo largo de las 10 ejecuciones con o sin TRIM. Las SSDs KC300 incorporan así mismo la tecnología DuraWrite con reducción de datos que también mejora la resistencia y el rendimiento (se dispone de más información en el resumen técnico sobre DuraWrite en kingston.com/ssd.)

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