Eu li que alguns SSD disponíveis comercialmente são capazes de velocidades de gravação máximas de 4 GB/s, enquanto a velocidade atual da RAM DDR4 pode estar entre 15 GB/s e 25 GB/s, o que significa que não estamos muito longe. Na verdade, a RAM já pode ser usada como uma unidade virtual, por exemplo, um disco RAM (embora volátil). Também sei que a durabilidade geral do SSD não é grande, embora muito exagerada, mas ainda não entendo as razões mecânicas subjacentes.
Então, quais são as razões e diferenças pelas quais o SSD não pode ser usado como RAM, especialmente o que torna as células RAM tão rápidas e duráveis em comparação às células NAND, e também por que (provavelmente está relacionado) a RAM custa mais por GB do que o SSD?
Obrigado.
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Tudo se resume alatência.
As latências DDR4 são medidas emnanossegundos. Normalmente é algo abaixo de 20ns.
As latências do SSD são medidas emmicrossegundos. Os SSDs mais rápidos estão na região de 25μs.
1μs = 1000ns. Seu SSD mais rápido tem latência 1000x maior que DDR4.
Ainda mais revelador é que a RAM é na verdademuito devagar, então há cache L1 e L2 no topo. Cada vez que você acessa a DRAM, você perde cerca de 100 ciclos aguardando a busca de dados – portanto, o cache na CPU é usado para reduzir isso para <10 ciclos para dados acessados com frequência. Imagine esperar 100.000 ciclos...
Outro fator relacionado éaleatóriotempos de acesso. Você cita 4 GB/s – são velocidades sequenciais. Com a leitura aleatória, você vê algo mais como 50 MB/s, enquanto a gravação aleatória pode chegar a 150 MB/s. E a RAM é lida muito mais do que escrita.
Comparados à DRAM, os SSDs são otimizados para alto rendimento e não para um grande número de operações por segundo. Como outro exemplo, os blocos de apagamento em SSDs são muito grandes, o que significa que reescrever muitos pedaços pequenos é caro.
Lásãotecnologias que preenchem a lacuna.Ponto X 3D, com a marca Optane da Intel, é mais rápido que NAND (SSDs) e mais barato que DRAM.
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SSD vs RAM: qual é a diferença de custo/durabilidade e limitação para usar SSD como memória?
As comparações de custo, durabilidade e desempenho, por exemplo, latência, são realmente irrelevantes porque você simplesmente não pode usar um SSD como memória (principal) ou RAM. Uma distinção importante é que a RAM é um byte e/oupalavraendereçável. Dispositivos de armazenamento em massa, como SSD ou HDD, são dispositivos de bloco endereçáveis apenas por setor.
Você não pode ler ou escrever apenas um byte ou palavra de/para um dispositivo de bloco. Para realizar uma operação de leitura ou gravação de/para um dispositivo de bloco, um bloco (físico) inteiro (também conhecido como setor) deve ser lido ou escrito. Você precisa de RAM para armazenar em buffer o bloco entre a CPU e o dispositivo de armazenamento em massa.
Resumindo: você não pode simplesmente substituir a RAM por um dispositivo de bloco.
Se você tentar expandir a quantidade existente de RAM usada para a memória principal copiando código e dados de/para um SSD/HDD, então você está essencialmente usandomemória virtual(e você precisará de uma unidade de gerenciamento de memória).
TERMO ADITIVO
Comparar o desempenho (por exemplo, latência, rendimento,etc.) entre tecnologia RAM versus tecnologia SSD para responder à pergunta sobre"por que SSDs não podem ser usados como RAM"é equivocado porque é irrelevante. Um dispositivo de bloco de armazenamento em massa é incompatível como substituto da RAM como memória principal.
Na minha opinião, é como perguntar "quanta pizza devo comer para me manter hidratado?", E as respostas citam o teor de água de diferentes coberturas de pizza. Mas a resposta correta e simples é que a pizza não substitui a água potável.
Da mesma forma, um SSD (com sua interface de bloco) não substitui a RAM de um computador. Em outras palavras, a resposta correta é baseada em conceitos de arquitetura de computador, e não na comparação de números de desempenho.
o que torna as células RAM tão rápidas e duráveis em comparação às células NAND,
Você está tentando comparar maçãs com laranjas.
RAM (Random Access Memory) é uma classificação funcional de memória. A sigla não especifica uma tecnologia, ou seja, a RAM para memória principal é normalmente um tipo de SDRAM em um PC moderno. Computadores mais antigos usavam núcleos de ferrite para RAM.
Por razões económicas é comum que velocidades mais rápidas signifiquem menos capacidade e velocidades mais lentas signifiquem mais capacidade. Seu computador médio terá SDRAM para memória principal (geralmente abreviada apenas para RAM) e SRAM para caches de CPU. SRAM é muito caro em comparação com SDRAM, mas também muito mais rápido. VerPor que a SRAM é mais rápida que a DRAM?para obter informações sobre por que a SRAM é mais rápida que a SDRAM. Também há exceções para dispositivos incorporados ou outros tipos de computadores, como oCray X-MP.
NAND é tecnologia para memória flash. Observe que o flash NAND (no nível do chip) normalmente precisa ser acessado como um dispositivo de bloco.
por que (...) a RAM custa mais por GB que o SSD?
A mesma comparação entre maçãs e laranjas. A oferta versus demanda (que é impulsionada pelo desempenho) tem uma enorme influência nos preços. Além disso, os processos de fabricação são diferentes, o que também tem impacto. Você não pode simplesmente usar seus chips SDRAM e colocá-los em um SSD e encerrar o dia.
por exemplo, um disco RAM (embora volátil).
RAM é a sigla paraMemória de acesso aleatório. Não há suposição ou caracterização sobre volatilidade. Na verdade, se você tiver idade suficiente para lembrar, os computadores (mas não os PCs) até a década de 1980 usavam memória de núcleo de ferrite (não volátil). RAM estática alimentada por bateria é outra maneira de implementar memória (principal) não volátil. Alguns dispositivos, como placas RAID, ainda hoje precisam de tais mecanismos.
É o uso (agora predominante) de RAM dinâmica (síncrona) para memória principal e seu atributo de volatilidade que leva à associação (comum, mas) defeituosa de RAM e volatilidade.
- A RAM é (comumente) implementada por RAM dinâmica (síncrona).
- (S)DRAM é volátil.
- Portanto a RAM é volátil. Silogismo impróprio (se não defeituoso)!
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O armazenamento de dados do computador sempre foi multinível. Tradicionalmente, é assim, indo do mais rápido para o mais lento, da menor capacidade para a maior capacidade e do maior custo por byte para o menor custo por byte.
- Memória de registro da CPU
- Memória cache L1
- Memória cache L2..L4
- Memoria do sistema
- Disco (incluindo SSD)
- Disco removível
- Fita
Nem todos os sistemas possuem todos esses níveis. Os primeiros sistemas possuíam apenas registros de CPU e fita. Os sistemas atuais normalmente não possuem fita, mas a fita ainda está viva e bem, ela não desapareceu!
Com um pouco mais de detalhes, a memória de registro da CPU e o cache L1 são normalmente SRAM, que consome muita energia e é volumoso, mas muito rápido. As memórias cache subsequentes estão cada vez mais distantes da CPU, com mais sobrecarga e podem ser compartilhadas com outros núcleos da CPU e, portanto, são mais lentas. A memória do sistema também é mais lenta. A memória do sistema atualmente é DRAM.
Normalmente, as diferenças de velocidade de um nível para o próximo são em torno de 4-10x, então dizer que 15G/s de RAM vs. 4G/s SSD estão "próximos" não é correto, esta é uma diferença enorme e típica para o diferença de velocidade de um nível para o outro.
Estão chegando tecnologias futuras que mudarão esse quadro. A próxima tecnologia promissora é a MRAM, que usa menos transistores por bit que a SRAM, é quase tão rápida quanto a SRAM e muito mais rápida que a DRAM. E só para dar um toque extra, ela é não volátil, então não é mais verdade que a memória não volátil seja mais lenta. O problema é que a MRAM ainda não está madura e, embora use menos transistores que a SRAM, ainda é maior porque ainda não foi reduzida o suficiente.
Na verdade, uma das primeiras memórias “rápidas” era a memória central, que também é não volátil, portanto esta não é a primeira vez que a memória não volátil é usada como memória primária.