He leído que algunos SSD disponibles comercialmente son capaces de alcanzar velocidades de escritura máximas de 4 GB/s, mientras que la velocidad actual de la RAM DDR4 puede estar entre 15 GB/s y 25 GB/s, lo que significa que no estamos muy lejos. De hecho, la RAM ya se puede utilizar como unidad virtual, por ejemplo, como disco RAM (aunque volátil). También sé que la durabilidad general del SSD no es muy buena, aunque es muy exagerada, pero todavía no entiendo las razones mecánicas subyacentes.
Entonces, ¿cuáles son las razones y diferencias por las que las SSD no se pueden usar como RAM, especialmente lo que hace que las celdas RAM sean tan rápidas y duraderas frente a las celdas NAND, y también por qué (probablemente esté relacionado) la RAM cuesta más por GB que las SSD?
Gracias.
Respuesta1
Todo se reduce alatencia.
Las latencias DDR4 se miden ennanosegundos. Por lo general, es inferior a 20 ns.
Las latencias SSD se miden enmicrosegundos. Los SSD más rápidos están en la región de 25μs.
1μs = 1000ns. Su SSD más rápido tiene una latencia 1000 veces mayor que DDR4.
Aún más revelador es que la RAM en realidad esdemasiado lento, por lo que hay caché L1 y L2 en la parte superior. Cada vez que accede a la DRAM, desperdicia alrededor de 100 ciclos esperando la recuperación de datos, por lo que se utiliza el caché en la CPU para reducir eso a <10 ciclos para los datos a los que se accede con frecuencia. Imagínese esperar 100.000 ciclos en su lugar...
Otro factor relacionado esaleatoriotiempos de acceso. Citas 4 GB/s: son velocidades secuenciales. Con la lectura aleatoria, verá algo más parecido a 50 MB/s, mientras que la escritura aleatoria podría alcanzar un máximo de 150 MB/s. Y la RAM se lee mucho más de lo que se escribe.
En comparación con la DRAM, las SSD están optimizadas para un alto rendimiento, no una gran cantidad de operaciones por segundo. Como otro ejemplo, los bloques de borrado en los SSD son bastante grandes, lo que significa que reescribir muchos fragmentos pequeños es costoso.
Allásontecnologías que cierran la brecha.Punto X 3D, con la marca Optane de Intel, es más rápido que NAND (SSD) y más barato que DRAM.
Respuesta2
SSD vs RAM: ¿cuál es la diferencia de costo/durabilidad y la limitación del uso de SSD como memoria?
Las comparaciones de coste, durabilidad y rendimiento, por ejemplo, latencia, son en realidad irrelevantes porque simplemente no se puede utilizar un SSD como memoria (principal) o RAM. Una distinción importante es que la RAM es byte y/opalabradireccionable. Los dispositivos de almacenamiento masivo como SSD o HDD son dispositivos de bloque a los que solo se puede acceder por sectores.
No se puede leer ni escribir solo un byte o palabra desde/hacia un dispositivo de bloque. Para realizar una operación de lectura o escritura desde/hacia un dispositivo de bloque, se debe leer o escribir un bloque (físico) completo (también conocido como sector). Necesita RAM para almacenar el bloque entre la CPU y el dispositivo de almacenamiento masivo.
En pocas palabras: no se puede simplemente reemplazar la RAM con un dispositivo de bloque.
Si intentas expandir la cantidad existente de RAM utilizada para la memoria principal copiando código y datos hacia/desde un SSD/HDD, entonces básicamente estás usandomemoria virtual(y necesitará una unidad de gestión de memoria).
APÉNDICE
Comparar el rendimiento (por ejemplo, latencia, rendimiento,etcétera) entre la tecnología RAM versus la tecnología SSD para responder la pregunta sobre"Por qué los SSD no se pueden utilizar como RAM"está equivocado porque es irrelevante. Un dispositivo de bloque de almacenamiento masivo es incompatible como sustituto de la RAM como memoria principal.
En mi opinión, es como preguntar "¿cuánta pizza tengo que comer para mantenerme hidratado?", Y las respuestas citan el contenido de agua de los diferentes ingredientes de la pizza. Pero la respuesta correcta y simple es que la pizza no reemplaza el agua potable.
Del mismo modo, un SSD (con su interfaz de bloque) no reemplaza la RAM en una computadora. En otras palabras, la respuesta correcta se basa en conceptos de arquitectura informática en lugar de comparar cifras de rendimiento.
¿Qué hace que las celdas RAM sean tan rápidas y duraderas frente a las celdas NAND?
Estás intentando comparar manzanas con naranjas.
RAM (Memoria de acceso aleatorio) es una clasificación funcional de la memoria. El acrónimo no especifica una tecnología, es decir, la RAM para la memoria principal suele ser un tipo de SDRAM en una PC moderna. Las computadoras más antiguas usaban núcleos de ferrita para la RAM.
Por razones económicas, es común que una velocidad más rápida signifique menos capacidad y velocidades más lentas signifiquen más capacidad. Su computadora promedio tendrá SDRAM para la memoria principal (generalmente abreviada a solo RAM) y SRAM para los cachés de la CPU. La SRAM es realmente cara en comparación con la SDRAM pero también mucho más rápida. Ver¿Por qué la SRAM es más rápida que la DRAM?para obtener información sobre por qué SRAM es más rápida que SDRAM. También hay excepciones a esto para dispositivos integrados u otros tipos de computadoras como laCray X MP.
NAND es tecnología para memoria flash. Tenga en cuenta que normalmente se debe acceder a la memoria flash NAND (a nivel de chip) como un dispositivo de bloque.
¿Por qué (...) la RAM cuesta más por GB que el SSD?
La misma comparación de manzanas con naranjas. La oferta versus la demanda (que está impulsada por el desempeño) tiene una enorme influencia en los precios. Además, los procesos de fabricación son diferentes, lo que también influye. No puedes simplemente usar tus chips SDRAM y ponerlos en un SSD y terminar el día.
por ejemplo un disco RAM (aunque volátil).
RAM es el acrónimo deMemoria de acceso aleatorio. No existe ninguna suposición o caracterización sobre la volatilidad. De hecho, si tienes edad suficiente para recordarlo, las computadoras (pero no las PC) hasta la década de 1980 usaban memoria con núcleo de ferrita (no volátil). La RAM estática respaldada por batería es otra forma de implementar una memoria (principal) que no sea volátil. Algunos dispositivos, como las tarjetas RAID, necesitan estos mecanismos incluso hoy en día.
Es el uso (ahora frecuente) de RAM dinámica (síncrona) para la memoria principal y su atributo de volatilidad lo que conduce a la (común pero) asociación defectuosa de RAM y volatilidad.
- La RAM se implementa (comúnmente) mediante RAM dinámica (síncrona).
- (S)DRAM es volátil.
- Por tanto, la RAM es volátil. ¡Silogismo inadecuado (si no defectuoso)!
Respuesta3
El almacenamiento de datos informáticos siempre ha sido multinivel. Tradicionalmente se ve así, yendo del más rápido al más lento, de la capacidad más pequeña a la más grande y del costo por byte más alto al costo por byte más bajo.
- memoria de registro de la CPU
- memoria caché L1
- Memoria caché L2..L4
- Memoria del sistema
- Disco (incluido SSD)
- Disco extraíble
- Cinta
No todos los sistemas tienen todos estos niveles. Los primeros sistemas sólo tenían registros de CPU y cinta. Los sistemas actuales normalmente no tienen cinta, pero la cinta todavía está viva y coleando, ¡no ha desaparecido!
Con un poco más de detalle, la memoria de registro de la CPU y la caché L1 suelen ser SRAM, que consume mucha energía y es voluminosa, pero muy rápida. Las memorias caché posteriores están cada vez más lejos de la CPU con más sobrecarga y pueden compartirse con otros núcleos de la CPU y, por lo tanto, son más lentas. La memoria del sistema también es más lenta. La memoria del sistema actualmente es DRAM.
Normalmente, las diferencias de velocidad de un nivel al siguiente son de alrededor de 4-10x, por lo que decir que 15G/s de ram frente a 4G/s SSD están "cerca" no es correcto, esta es una gran diferencia y es típica del diferencia de velocidad de un nivel al siguiente.
Están llegando tecnologías futuras que cambiarán este panorama. La siguiente tecnología prometedora es la MRAM, que utiliza menos transistores por bit que la SRAM, es casi tan rápida como la SRAM y mucho más rápida que la DRAM. Y solo para darle un toque extra, es no volátil, por lo que ya no es cierto que la memoria no volátil sea más lenta. El problema es que la MRAM aún no está madura y, aunque utiliza menos transistores que la SRAM, todavía es más grande porque aún no se ha reducido lo suficiente.
En realidad, una de las primeras memorias "rápidas" fue la memoria central, que también es no volátil, por lo que esta no es la primera vez que la memoria no volátil se utiliza como memoria primaria.