Tecnologia TurboWrite
Nella sessione Q&A del Samsung SSD Global Summit 2013, gli ingegneri della multinazionale coreana ci hanno spiegato che negli SSD serie 840 prima generazione era stata riservata un'abbondante porzione di drive alla funzione di bad block management e overprovisioning. I moduli TLC immagazzinano 3 bit per cella e questo comporta un più rapido deterioramento delle celle, quindi s'era scelto di avere un approccio molto prudente destinando all'overprovisioning ben più del solito 7% di differenza fra GB e GiB. Come conseguenza lo storage disponibile per gli utenti veniva arrotondato a 120 GB, 250 GB e 500 GB.
Ma l'esperienza sul campo con gli SSD 840 ha indicato che gli algoritmi di Advanced Signal Processing utilizzati da Samsung fanno un lavoro eccellente nel ridurre l'usura delle celle e che pertanto la riserva poteva essere ridotta. Lo spazio che è stato liberato è stato impiegato per implementare la tecnologia TurboWrite che utilizza questa porzione di TLC in modalità SLC in funzione di buffer. I dati in scrittura vengono inizialmente immagazzinati sulla TurboWrite, con minori latenze perché viene immagazzinato un solo bit per cella, e poi riversati sui moduli TLC nelle fasi di idle.
L'ammontare di capacità destinata alla TurboWrite è proporzionale alla capacità totale del drive (nell'ordine, 3GB, 3GB, 6GB, 9GB, 12GB) e poiché ogni cella TLC utilizzata in modalità SLC è in grado di immagazzinare 1 bit contro gli originari 3 bit, va da sé che l'impronta sul drive del buffer TurboWrite corrisponde al triplo della sua capacità.
| Capacità SSD | 120GB | 250GB | 500GB | 750GB | 1TB |
|---|---|---|---|---|---|
| Dimensioni buffer | 3GB | 3GB | 6GB | 9GB | 12GB |
| % buffer sul totale | 7% | 3,5% | 3,5% | 3,5% | 3,5% |
| Scrittura seq max | 410MB/s | 520MB/s | 520MB/s | 520MB/s | 520MB/s |
| Scrittura seq max no buffer | 140MB/s | 270MB/s | 420MB/s | 420MB/s | 420MB/s |
| Boost | 193% | 92,5% | 24% | 24% | 24% |
Samsung ha chiarito che l'area di storage destinata a TurboWrite è prestabilita e non varia in modo dinamico, seppure disponga di propri algoritmi di wear-leveling. Questo implica che le celle destinate al buffer sono sollecitate molto più delle altre, tuttavia non sorgono preoccupazioni circa la loro longevità perché vengono programmate in simulazione SLC con un minore frazionamento dei livelli di tensione applicati alle celle. Samsung stima che la durata delle celle TLC utilizzate in modalità SLC salga da 3.000 a ben 50.000 cicli P/E assicurando che il buffer sia funzionante per tutto l'arco di vita dell'SSD.
Se per una qualsiasi ragione il buffer TurboWrite non dovesse essere più fruibile, il controller andrebbe a scrivere direttamente sulle celle TLC mantenendo l'operatività del drive, anche se al costo di perdere la spinta che garantiva TurboWrite. Lo stesso accade se il buffer si satura prima che una nuova fase di idle permetta di svuotarlo (flushing). È una soluzione geniale nella sua implementazione per quanto risponda ad una logica semplice, quella della gerarchia delle memorie.
TurboWrite è una funzione integrata a basso livello e l'utente non può abilitarla o disabilitarla manualmente. Peraltro non ce ne sarebbe ragione visto che migliora in modo significativo le prestazioni in scrittura sequenziale. Ovviamente nei modelli di SSD Samsung 840 Evo di capacità inferiore, che hanno meno die NAND fra i quali ripartire in parallelo l'operazione di scrittura, e di conseguenza hanno prestazioni inferiori, il boost garantito dalla TurboWrite si fa sentire molto più che sui modelli di capacità superiore. Questo spiega anche perché il modello da 120GB è quello che in proporzione destìna una maggiore superficie al buffer TurboWrite.
I modelli di più alta capacità all'opposto hanno un minore vantaggio in termini di prestazioni ma possono contare su un buffer più ampio che si satura meno velocemente e quindi mantiene le prestazioni massime in modo più costante.
Per quanto TurboWrite vada in un certo senso a distorcere i valori di scrittura sequenziale, perché quando la cache è satura le prestazioni ritornano allo stesso livello degli SSD 840 di prima generazione, i test dimostrano che questa tecnologia ha un impatto positivo sulla prontezza del sistema nel suo complesso e sui più comuni task quotidiani permettendo agli SSD 840 Evo di raggiungere performance che in concreto non si discostano molto da quelle offerte dagli SSD 840 Pro.