QLC med SLC-cache – tekniken bakom stor och prisvärd lagring i Intel SSD 660p

Användning av QLC-baserat NAND-minne medför alltså sämre prestanda och hållbarhet än de tidigare teknikerna. Denna uppoffring görs för att kunna få in större lagringsutrymme till lägre prisnivåer än vad som är möjligt med TLC, MLC eller SLC NAND-baserade SSD-enheter.

Intel 660p - specifikationer

Intel SSD 660p använder QLC NAND-minne och ansluter till moderkortet över M.2 NVME-gränssnittet. Detta innebär att enheterna får betydligt högre läs- och skrivhastigheter än en SSD som ansluts över SATA-gränssnittet, samtidigt som prisnivåerna är betydligt lägre än konkurrerande NVME-enheter med motsvarande lagringsutrymme.

Anledningen till detta är just QLC-minnet som är billigare att tillverka med stora kapaciteter. QLC har dock tidigare nämnda begränsningar sett till hållbarhet och prestanda, något som Intel kontrar med att reservera en del av NAND-minnet som SLC-cache. Detta är inte faktiska SLC NAND-kretsar, men det reserverade utrymmet behandlas som en SLC-krets och får därmed bättre prestanda än det renodlade QLC-minnet.

God prestanda inom gränserna

Intels SSD 660p-familj innehåller modeller vars lagringsutrymme spänner mellan 512 GB och 2 TB lagringsutrymme. Mängden reserverat utrymme till SLC-cache varierar mellan de olika enheternas lagringsutrymme. En Intel SSD 660p med 512 GB lagring har exempelvis mellan 6 och 76 GB reserverat utrymme för SLC-cache, medan en enhet med 2 TB lagringsutrymme har mellan 24 och 280 GB SLC-cache.

Så länge som användarens läsningar och skrivningar håller sig inom detta SLC-cache uppnås betydligt högre prestanda än vad som uppnås när rent QLC NAND används. Intels uppgifter anger att enheterna har en teoretisk maxhastighet på 1 800 MB/s i sekventiella läsningar och skrivningar när SLC-cache används, och slumpartade läsningar och skrivningar ska hamna på 220 000 IOPS.

Om användarens skrivningar hamnar utanför SLC-cachet sjunker däremot prestanda dramatiskt, så mycket som ner till 100 MB/s. Detta kan låta oroväckande, men för typisk konsumentanvändning är det osannolikt att enskilda skrivningar ska överstiga de 76 GB som den minsta modellen erbjuder i SLC-cache, eller för den delen de 280 GB som modellen med störst lagringskapacitet erbjuder.

En brasklapp för detta är att mängden SLC-utrymme sjunker i takt med att enheten fylls upp. En Intel SSD 660p med 512 GB lagring kommer få allt mindre SLC-cache ju mer av enheten som fylls upp. Därför kan enhetens prestanda över tid bli sämre, i takt med att lagringsutrymmet börjar ta slut. Den som funderar på att investera i en Intel SSD 660p bör alltså framtidssäkra enheten sett till lagringskapaciteten så den räcker till över tid.

Intel SSD 660p är också tänkt att användas för mer konsumentorienterade sysslor. Den som ägnar sig åt arbete som innefattar applikationer som genererar stora filer, exempelvis högupplöst videoredigering eller virtuella maskiner, riskerar att överskrida utrymmet för SLC-cachet och därmed stöta på prestandaproblem. Den som använder enheten för mer vardagliga sysslor som webbsurfande, spelande eller andra typiska användarscenarion lär sällan stöta på dessa begränsningar.

Några prestandaexempel

För att illustrera hur Intels kombination av QLC och SLC-cache presterar har vi ställt en Intel 660p med 1 TB lagringskapacitet mot en SATA-baserad Samsung 860 EVO med samma lagringskapacitet och liknande pris. Samsung-enheten representerar förväntad topp-prestanda för SATA-gränssnittet. Enheternas prestanda har testats i testsviten Crystaldiskmark, där fem testrundor körts med 1 GB- och 32 GB-filer.

Som ett praktiskt test har vi även kopierat över installationskatalogen för spelet Destiny 2, vilket innefattar en samling stora och små filer som upptar totalt 75,9 GB lagringsutrymme. Dessa kopieras över till de båda SSD-enheterna och vi mäter manuellt tiden det tar för att kopiera över katalogen i sin helhet.

Prestandaresultat Intel SSD 660p (1 TB)

Prestandaresultat Samsung 860 EVO ( 1TB)

Prestandaanalys

Det vi kan se i prestandaresultaten ovan är att Intels kombination av QLC-minne och SLC-cache presterar väl över en SATA-ansluten SSD när stora mängder små filer ska läsas sekventiellt. Här är den SATA-anslutna enheten bakbunden av gränssnittets kapacitet, och kan inte gå bortom denna oavsett hur bra minneskontrollern eller NAND-minnet är.

När det gäller slumpartade läsningar och skrivningar av filer minskar försprånget över den SATA-anslutna enheten. Prestanda är fortfarande bättre på samtliga mätpunkter för Intels lösning, men det kan inte matcha den imponerande prestandan från sekventiella läsningar och skrivningar.

Kopieringen av installationskatalogen för Destiny 2 visar ett klart prestandaövertag för Intel SSD 660p över Samsung 860 EVO. Intels enhet levererar överföringsbandbredd mellan 650 och 860 MB/s inledningsvis, för att mot slutet sjunka ner till mellan 35 och 112 MB/s. Sannolikt beror den dramatiska avtrappningen i bandbredd på att SLC-cacheminnet har fyllts upp.

Samsung 860 EVO erbjuder en lägre genomsnittlig bandbredd som startar mellan 225 och 370 MB/s, men sjunker snabbt till en genomsnittlig bandbredd runt 160 MB/s. Samsungs enhet är begränsad av SATA-gränssnittets bandbredd, men då denna har högre kapacitet än vad som uppvisas här beror den lägre genomsnittliga bandbredden sannolikt också på variationen i filernas storlekar.