Solidigm D7-P5810: SLC statt TLC für maximale Haltbarkeit als Schreibpuffer
SLC-SSDs, deren Speicherzellen jeweils nur 1 Bit speichern, sind in den letzten Jahren äußerst selten geworden. Solidigm führt aber jetzt eine solche SSD neu ein: Die D7-P5810 mit 800 GB soll dadurch besonders viele Schreibvorgänge vertragen und beispielsweise als Schreibpuffer im Server dienen.
SLC vs. MLC vs. TLC vs. QLC
SLC steht für Single-Level Cell und bedeutet, dass pro Speicherzelle ein Bit geschrieben und gespeichert wird. Da dafür lediglich zwei Spannungszustände in der Zelle unterschieden werden müssen (für „0“ oder „1“), geschieht dies schnell und die Haltbarkeit ist deutlich größer als bei mehreren Bit pro Zelle.
| 1 Bit (SLC) | 2 Bit (MLC) | 3 Bit (TLC) | 4 Bit (QLC) | |
|---|---|---|---|---|
| Benötigte Spannungszustände | 21 | 22 | 23 | 24 |
| 1 | 0 | 0 0 | 0 0 0 | 0 0 0 0 |
| 2 | 1 | 0 1 | 0 0 1 | 0 0 0 1 |
| 3 | – | 1 0 | 0 1 0 | 0 0 1 0 |
| 4 | – | 1 1 | 0 1 1 | 0 0 1 1 |
| 5 | – | – | 1 0 0 | 0 1 0 0 |
| 6 | – | – | 1 0 1 | 0 1 0 1 |
| 7 | – | – | 1 1 0 | 0 1 1 0 |
| 8 | – | – | 1 1 1 | 0 1 1 1 |
| 9 | – | – | – | 1 0 0 0 |
| 10 | – | – | – | 1 0 0 1 |
| 11 | – | – | – | 1 0 1 0 |
| 12 | – | – | – | 1 0 1 1 |
| 13 | – | – | – | 1 1 0 0 |
| 14 | – | – | – | 1 1 0 1 |
| 15 | – | – | – | 1 1 1 0 |
| 16 | – | – | – | 1 1 1 1 |
In der Geschichte des NAND-Flash-Speichers war SLC anfangs der Normalfall. Erst später kamen mit dem Ziel, die Speicherkapazität zu steigern, Lösungen mit 2 Bit (MLC) zum Einsatz. Heute ist TLC-Speicher mit 3 Bit dominant. Am meisten Speicherkapazität bieten aber SSDs mit QLC-Speicher und 4 Bit pro Zelle, die sich in puncto Leistung und Haltbarkeit aber nicht für schreibintensive Anwendungen eignen: 4 Bit pro Zelle bedarf einer Programmierung mit 16 unterschiedlichen Spannungszuständen, das ist langsam und die Zellen sind anfälliger.
Für schreibintensive Anwendungen ist aber nun die Solidigm D7-P5810 vorgesehen. In ihrem 2,5-Zoll-Gehäuse mit 15 mm Bauhöhe steckt laut Hersteller „144-layer SLC 3D NAND“. Bisher wurde der 144-Layer-NAND von Solidigm (früher von Intel) als TLC- oder QLC-Variante eingesetzt. Das Design erlaubt aber auch den ausschließlichen Betrieb im SLC-Modus, wodurch sich allerdings die Speicherkapazität pro Chip drastisch reduziert.
Dafür ist die D7-P5810 besonders ausdauernd, was die möglichen Schreibzyklen angeht. Bei Random-Workloads werden 50 Drive Writes Per Day (DWPD) spezifiziert, was umgerechnet 73 Petabyte respektive 73.000 Terabyte geschriebene Daten bis zum vorzeitigen Garantieverlust bedeutet. Für eine SSD mit NAND-Flash ist der Wert sehr hoch und dürfte aktuell sogar der höchste sein. Intels Optane-SSDs mit 3D-XPoint-Speicher bieten aber nochmals den doppelten Wert. Für sequenzielle Workloads nennt Solidigm sogar 65 DWPD.
Auch im direkten Leistungsvergleich mit den allerdings teureren Optane-SSDs dürfte die D7-P5810 das Nachsehen haben. Doch gegen Microns XTR, eine flash-basierte SSD, deren TLC-Speicher ebenfalls im SLC-Modus betrieben wird, will Solidigm sowohl bei der Leistung als auch bei den Schreiblimits punkten.
Doch nur in herausgepickten Szenarien wie den gleichzeitigen 4K-Random-Reads und Writes bei sehr hoher Befehlslast kann die Micron XTR (deutlich) geschlagen werden. Beim maximalen sequenziellen Durchsatz und dem wahlfreien Lesen liegt wiederum die Micron-SSD in Front, die wiederum mit „nur“ 35 DWPD (Random) und 60 DWPD (sequenziell) spezifiziert ist.
Über die PCIe-4.0-Schnittstelle soll die D7-P5810 rund 6.400 MB/s beim sequenziellen Lesen und 4.000 MB/s beim sequenziellen Schreiben erreichen. Die 865.000 IOPS respektive 495.000 IOPS beim wahlfreien Lesen und Schreiben gelten jeweils bei 256 ausstehenden Befehlen.
Als Schreibpuffer für QLC-Cloud-Storage
Wie Solidigm beschreibt, lässt sich die D7-P5810 beispielsweise in einem Cloud Storage Acceleration Layer (CSAL) mit QLC-SSDs kombinieren. Während die SLC-SSD als Schreibpuffer dient und zunächst sämtliche Schreibtransfers (Random oder sequenziell) aufnimmt, werden die Daten anschließend in große sequenzielle und damit weniger die Haltbarkeit belastende Blöcke zusammengefasst und dauerhaft auf den QLC-SSDs mit hohem Speichervolumen gesichert.
Im Juli hatte Solidigm mit der D5-P5336 eine PCIe-SSD mit 61,44 TB vorgestellt, was einen neuen Rekord in puncto Speicherplatz für diese Klasse bedeutet. Die D5-P5336 nutzt den neueren 192-Layer-QLC-NAND mit größerer Speicherdichte.
Preise werden in diesem Segment wie gewohnt nicht öffentlich kommuniziert.