چرا نباید SSD ارزان بخریم

در زمان اسمبل یا ارتقای یک PC جدید، بسیاری از کاربران تلاش می‌کنند بیشترین کارایی را با کمترین هزینه به دست آورند. در انتخاب قطعات سیستم، زمانی که نوبت به حافظه ذخیره‌سازی می‌رسد، اغلب رویکردی اتخاذ می‌شود، خرید ارزان‌ترین درایوی که بیشترین ظرفیت را ارائه می‌دهد. اما آیا این تصمیم به ظاهر ساده می‌تواند گلوگاه سیستم شما شود؟

مقدمه

بسیاری از افراد اینطور هستند که وقتی برای خرید یک کالا اقدام می‌کنند، فقط قیمت را در نظر می‌گیرند. از بسیاری زوایا، این رویکرد چندان هم بد نیست و این افراد گهگاه به محصولاتی برخورد می‌کنند که با قیمت پایین، ارزش افزوده بالا و خدماتی در حد مورد نظر را ارائه می‌دهد. اما در مورد وسایل الکترونیکی و به خصوص قطعات کامپیوتر مانند درایوهای ذخیره‌سازی SSD هم می‌توان این قاعده را منطقی و صحیح دانست؟ 

در این مطلب قصد داریم شما را با یک حقیقت مهم و لایه نازک از واقعیت روبرو کنیم که در توصیف مشخصات اس اس دی‌ها کمتر مورد توجه قرار می‌گیرد. این ویژگی در واقع عامل بسیاری از اختلاف قیمت‌هاست و حتی ممکن است در محصولات برخی برندهای معروف هم دیده شود که تنها کسی که به آن آگاهی داشته باشد می‌تواند متوجه تاثیر بسیار بزرگ آن در عملکرد SSD گردد؛ چگالی تراشه‌های حافظه NAND!

اما قبل از اینکه سر اصل مطلب برویم بیایید با هم یک سناریو آشنا از اسمبل سیستم را که اغلب کاربران با آن برخورد داشته‌اند را با هم مرور کنیم.

یک سناریو آشنا در اسمبل سیستم

دست به آچار شده و قطعاتی را که خریداری کرده‌اید برای سرهم بستن یک سیستم جدید، به جان هم می‌اندازید. از کیس شروع کرده، مادربرد، سی‌پی‌یو، رم و کارت گرافیک را نصب کرده و یک درایو SSD تر و تمیز که به تازگی خریداری کرده‌اید و ظرفیت قابل توجهی را هم دارد روی آن نصب می‌کنید.

بعد از تصویر گرفتن از مادربرد و کارت گرافیک، وارد بایوس شده و تنظیمات را انجام داده و ویندوز را روی سیستم جدید نصب می‌کنید. آنگاه است که سراغ نرم‌افزارها رفته و هر آنچه نیاز دارید نصب می‌کنید. اما شاید نگرانی در پشت یکی از پنجره‌هایی باشد که می‌خواهید اجرا کنید.

پس از گذشت یک مدت نسبتاً کوتاه (شاید یک هفته یا یک ماه) یا هنگام انتقال مجموعه‌ای از فایل‌های حجیم، کاهش سرعت، لگ یا تاخیری مشاهده می‌کنید که از یک سیستم جدید، سیستمی که تصور می‌کنید بابت قدرت پردازشی آن بعید باشد، مشاهده می‌کنید. در این لحظه به آن فکر می‌کنید که مشکل از کجاست؟

دوباره شروع به انواع تست‌ها می‌کنید ولی اینجاست که عامل به ظاهر ساکت و بی‌سروصدای سیستم شما دارد مشک ایجاد می‌کند؛ بله، اس اس دی ویژه با ظرفیت بالای شما که تصور می‌شد آن را به بهترین قیمت خریداری کرده‌اید، دارد مانع هماهنگی کامل قطعات دیگر می‌شود. در واقع مانند آن می‌ماند که یک خودروی سدان معمولی را در هماهنگی با تیم فرمول یک قرار داده باشید!

اما اصل مشکل از کجاست؟

بیایید چند روز عقب‌تر برگردیم، زمانی که برای خرید اس اس دی به محصولی از یک برند معتبر برخورد کرده‌اید. ظرفیت بالا، سرعت و مشخصاتی که عنوان شده همگی عالی هستند و به همین خاطر این درایو می‌تواند، انتخابی منطقی به نظر برسد.

بسیاری از این SSDهای اقتصادی در مشخصات فنی خود سرعت‌های بالا و ظرفیت‌های قابل توجهی را تبلیغ می‌کنند و در ابتدای استفاده نیز ممکن است عملکرد قابل قبولی داشته باشند. با این حال، زمانی که حجم کاری کمی سنگین‌تر می‌شود (برای مثال انتقال یک پوشه بزرگ از فایل‌های ویدیویی یا پر شدن بخش عمده ظرفیت درایو) واقعیت عملکرد این حافظه‌ها آشکار می‌شود.

در چنین شرایطی افت سرعت محسوس و رفتار ناپایدار در انتقال داده‌ها به‌خوبی نشان می‌دهد که همه SSDها از نظر معماری و کیفیت در یک سطح قرار ندارند.

بخش بزرگی از SSDهای ارزان‌قیمت موجود در بازار از نوع خاصی از حافظه فلش با عنوان QLC NAND استفاده می‌کنند. همین فناوری دلیل اصلی قیمت پایین و ظرفیت بالای این درایوها است. درک نحوه عملکرد این نوع حافظه و جایگاه آن در سلسله‌مراتب فناوری NAND می‌تواند از بسیاری از انتخاب‌های اشتباه هنگام خرید حافظه ذخیره‌سازی جلوگیری کند.

چگالی NAND؛ عاملی تعیین‌کننده در سرعت و دوام SSD

هنگام انتخاب یک SSD برای سیستم (چه در فرآیند اسمبل یک سیستم جدید و چه برای ارتقای فضای ذخیره‌سازی) بسیاری از کاربران ابتدا به ظرفیت درایو توجه می‌کنند. با این حال، در معماری حافظه‌های فلش پارامتر مهم‌تری وجود دارد که می‌تواند تأثیر مستقیمی بر سرعت، دوام و حتی قیمت درایو داشته باشد: چگالی NAND.

چگالی NAND در ساده‌ترین تعریف نشان می‌دهد که چه مقدار داده در هر سلول حافظه ذخیره می‌شود. هرچه تعداد بیت‌های ذخیره‌شده در یک سلول بیشتر باشد، چگالی ذخیره‌سازی افزایش پیدا می‌کند. این موضوع به تولیدکنندگان اجازه می‌دهد ظرفیت بیشتری را در همان سطح سیلیکونی ارائه دهند و هزینه تولید را کاهش دهند؛ اما در مقابل، پیچیدگی کنترل داده‌ها و حساسیت سلول‌ها نیز افزایش می‌یابد.

برای درک بهتر این مفهوم می‌توان از یک تشبیه ساده استفاده کرد: تصور کنید ساختار ذخیره‌سازی یک SSD مانند یک پارکینگ خودرو باشد.

چگالی پایین

در پارکینگی با فضای باز و جای پارک اختصاصی برای هر خودرو، ورود و خروج بسیار سریع و آسان است. فاصله مناسب میان خودروها احتمال برخورد یا آسیب را کاهش می‌دهد و مدیریت پارکینگ نیز ساده‌تر خواهد بود. در دنیای حافظه‌های فلش، چنین وضعیتی معادل سرعت بالا، پایداری بیشتر و طول عمر بالاتر است. با این حال، فضای مورد نیاز برای چنین ساختاری زیاد است و در نتیجه هزینه ساخت آن افزایش می‌یابد.

چگالی بالا

حال پارکینگی را تصور کنید که در آن چند خودرو در یک فضای محدود و بسیار نزدیک به یکدیگر پارک شده‌اند. این روش باعث می‌شود تعداد بیشتری خودرو در همان فضا جای بگیرند، اما برای خارج کردن یک خودرو باید ابتدا سایر خودروها جابه‌جا شوند. این فرآیند زمان‌برتر است و تردد مداوم نیز به زیرساخت پارکینگ فشار بیشتری وارد می‌کند. در حافظه‌های NAND نیز افزایش چگالی ذخیره‌سازی می‌تواند به کاهش هزینه تولید منجر شود، اما معمولاً با کاهش سرعت و دوام همراه است.

در واقع، تلاش تولیدکنندگان برای قرار دادن بیت‌های بیشتر در هر سلول حافظه همان چیزی است که به‌عنوان افزایش چگالی NAND شناخته می‌شود؛ مفهومی که نقش مهمی در تعیین سطح عملکرد یک SSD ایفا می‌کند.

سلسله‌مراتب فناوری NAND در SSDها

فناوری حافظه‌های NAND بر اساس تعداد بیت‌هایی که هر سلول ذخیره می‌کند، در چند سطح مختلف طبقه‌بندی می‌شود. این سطوح به‌طور مستقیم بر سرعت، دوام و هزینه تولید درایو تأثیر می‌گذارند.

SLC (سلول تک‌سطحی):

در حافظه‌های SLC یا Single-Level Cell، هر سلول تنها یک بیت داده ذخیره می‌کند. این ساختار ساده‌ترین و در عین حال سریع‌ترین نوع NAND محسوب می‌شود. سرعت خواندن و نوشتن بسیار بالا، پایداری عالی و طول عمر قابل توجه از ویژگی‌های اصلی این فناوری است. با این حال، هزینه تولید آن بسیار زیاد است و به همین دلیل معمولاً در محصولات مصرفی رایج دیده نمی‌شود. در عوض، این نوع حافظه بیشتر در سرورها، تجهیزات سازمانی و کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

MLC (سلول چندسطحی):

در حافظه‌های MLC یا Multi-Level Cell هر سلول قادر است دو بیت داده را ذخیره کند. این فناوری چگالی ذخیره‌سازی بیشتری نسبت به SLC ارائه می‌دهد و در نتیجه هزینه تولید آن پایین‌تر است. در عین حال، عملکرد آن همچنان در سطح بالایی قرار دارد. با این وجود، افزایش چگالی به معنای پیچیده‌تر شدن کنترل ولتاژ سلول‌ها است که می‌تواند احتمال بروز خطا و کاهش طول عمر نسبت به SLC را به همراه داشته باشد.

TLC (سلول سه‌سطحی):

در فناوری TLC یا Triple-Level Cell هر سلول سه بیت داده ذخیره می‌کند. امروزه بسیاری از SSDهای باکیفیت بازار از این نوع NAND استفاده می‌کنند. دلیل آن ایجاد تعادل مناسب میان قیمت، سرعت و دوام است. به همین دلیل، TLC معمولاً به‌عنوان نقطه تعادل یا «Sweet Spot» در بازار حافظه‌های SSD شناخته می‌شود.

QLC (سلول چهارسطحی):

در حافظه‌های QLC یا Quad-Level Cell هر سلول چهار بیت داده را در خود جای می‌دهد. این فناوری بیشترین چگالی ذخیره‌سازی را ارائه می‌دهد و به همین دلیل تولید آن از نظر اقتصادی مقرون‌به‌صرفه‌تر است. اما افزایش تعداد بیت‌ها در هر سلول باعث می‌شود مدیریت ولتاژهای الکتریکی برای تشخیص دقیق داده‌ها دشوارتر شود؛ موضوعی که معمولاً به کاهش سرعت عملیاتی و افت دوام در مقایسه با TLC منجر می‌شود.

البته انتخاب نوع حافظه همیشه به معنای خرید گران‌ترین گزینه نیست. بسته به نوع کاربری و بودجه، هر یک از این فناوری‌ها می‌توانند کاربردهای متفاوتی داشته باشند.

چرا QLC برای درایو اصلی انتخاب ایده‌آلی نیست؟

در سال‌های اخیر، بسیاری از فروشگاه‌های آنلاین SSDهایی با ظرفیت‌های بالا (مانند ۲ یا حتی ۴ ترابایت) را با قیمت‌هایی بسیار پایین عرضه می‌کنند. در اغلب موارد، این محصولات از حافظه QLC NAND استفاده می‌کنند.

اگرچه مشخصات اعلام‌شده برای این درایوها ممکن است جذاب به نظر برسد، اما در عمل محدودیت‌هایی دارند که باید پیش از خرید به آن‌ها توجه کرد؛ به‌خصوص اگر قرار باشد به‌عنوان درایو اصلی سیستم مورد استفاده قرار گیرند.

برای مثال، ممکن است در مشخصات یک SSD مبتنی بر QLC سرعت خواندن و نوشتن ۵۰۰۰ مگابایت بر ثانیه ذکر شده باشد. چنین عددی در نگاه اول بسیار چشمگیر است، اما در بسیاری از موارد این سرعت تنها در شرایط خاصی قابل دستیابی است. دلیل این موضوع استفاده از مکانیزمی به نام کش SLC است.

در این روش، بخشی کوچک از حافظه QLC به‌طور موقت مانند حافظه SLC عمل می‌کند و داده‌های جدید ابتدا در این بخش پرسرعت ذخیره می‌شوند. تا زمانی که حجم داده‌ها در محدوده ظرفیت این کش باقی بماند، سرعت نوشتن بسیار بالا خواهد بود.

تفاوت اصلی انواع حافظه NAND زمانی خود را نشان‌دهد که حجم فایل یا تعداد فایل بسیار زیادی را انتقال دهید

اما مشکل زمانی بروز می‌کند که حجم انتقال داده افزایش یابد (برای مثال هنگام انتقال یک فایل ۱۰۰ گیگابایتی) یا زمانی که درایو تقریباً پر شده باشد. در این شرایط، فضای کش به سرعت پر می‌شود و پس از آن درایو مجبور است داده‌ها را مستقیماً در سلول‌های QLC بنویسد. نتیجه این فرآیند، افت شدید سرعت نوشتن است؛ به‌طوری که در برخی موارد سرعت انتقال می‌تواند چندین برابر کاهش پیدا کند.

علاوه بر این، ذخیره چهار بیت داده در هر سلول باعث می‌شود کنترل دقیق ولتاژهای الکتریکی برای تشخیص وضعیت سلول‌ها ضروری باشد. این حساسیت بالا در طول زمان می‌تواند باعث فرسایش سریع‌تر سلول‌ها در مقایسه با حافظه‌های TLC شود.

برای سنجش طول عمر یک SSD معمولاً از شاخصی به نام TBW (حجم کل داده قابل نوشتن) استفاده می‌شود. این شاخص نشان می‌دهد پیش از رسیدن به پایان عمر مفید درایو، چه مقدار داده می‌توان روی آن نوشت. برای مثال، یک SSD مبتنی بر TLC ممکن است دارای امتیاز ۶۰۰ ترابایت نوشتن (TBW) باشد، در حالی که یک مدل مشابه مبتنی بر QLC ممکن است تنها حدود ۲۰۰ ترابایت TBW ارائه دهد.

آیا QLC همیشه انتخاب بدی است؟

با وجود محدودیت‌های مطرح‌شده، QLC لزوماً فناوری نامناسبی نیست. در واقع، این نوع حافظه برای پاسخ به نیاز گروه خاصی از کاربران توسعه یافته است: کاربرانی که به ظرفیت بالا با هزینه کمتر نیاز دارند.

اگر بودجه محدودی در اختیار دارید، SSDهای مبتنی بر QLC می‌توانند همچنان گزینه قابل قبولی باشند؛ البته به شرط آنکه در کاربرد مناسب مورد استفاده قرار گیرند.

برای مثال، استفاده از QLC به‌عنوان درایو ثانویه برای نصب بازی‌ها می‌تواند انتخاب مناسبی باشد. در این سناریو، بازی تنها یک بار نصب می‌شود (نوشتن داده) و پس از آن عمدتاً عملیات خواندن داده‌ها انجام می‌شود؛ الگویی که با ویژگی‌های QLC سازگارتر است.

همچنین این نوع حافظه برای ذخیره‌سازی آرشیوی مانند عکس‌های خانوادگی، فیلم‌ها یا سایر فایل‌های رسانه‌ای که به‌طور مداوم جابه‌جا نمی‌شوند، گزینه مناسبی محسوب می‌شود. در چنین کاربردهایی، یک SSD ارزان QLC می‌تواند فضای ذخیره‌سازی قابل توجهی را با هزینه کمتر فراهم کند.

انتخاب آگاهانه برای حفظ عملکرد سیستم

حالا به داستان ابتدای مقاله بازمی‌گردیم. آیا خرید آن SSD ارزان انتخاب بدی بود؟ پاسخ به این سوال، لزوماً بله نیست! در واقع آن SSD ارزان و با حجم بالای انتخاب شده، در جای نامناسب به کار گرفته شده است.

به صورت دقیق‌تر باید گفت که هنگام اسمبل یک سیستم جدید یا ارتقای فضای ذخیره‌سازی لپ‌تاپ، بهتر است انتخاب SSD صرفاً بر اساس قیمت انجام نشود. بررسی دقیق مشخصات فنی (به‌ویژه نوع حافظه NAND) می‌تواند از بسیاری از مشکلات عملکردی در آینده جلوگیری کند.

اگر در مشخصات یک SSD به‌طور واضح به TLC NAND اشاره نشده باشد، بهتر است پیش از خرید کمی بیشتر تحقیق کنید. در بسیاری از موارد، پرداخت مبلغی اندک بیشتر برای خرید یک SSD مبتنی بر TLC ارزشمند است؛ زیرا در عوض، عملکرد پایدارتر و طول عمر بیشتری دریافت خواهید کرد.

در نهایت، هیچ چیز آزاردهنده‌تر از این نیست که هنگام انتقال یک فایل حجیم، ناگهان با افت شدید سرعت در میانه کار مواجه شوید؛ مشکلی که اغلب ریشه آن به انتخاب یک SSD نامناسب بازمی‌گردد.