Nuevo sistema optimizado para acelerar la lectura en SSD antiguos

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Samsung v6 ssd

En muchos discos duros SSD con chips 3D NAND Flash de celdas multinivel se utilizan sistemas de corrección de errores para alargar la vida útil de la unidad, lo que reduce la velocidad de lectura. Pero ahora un equipo de investigadores chinos propone un método para reducir esta pérdida de rendimiento sin desgastar excesivamente las celdas de memoria, especialmente en los discos SDD antiguos.

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Con el desarrollo de los chips de memoria 3D NAND Flash de celdas multinivel (MLC, TLC, QLC…) la industria de almacenamiento ha logrado dar un salto importante en la capacidad de los discos duros de estado sólido, pero esta tecnología tiene sus desventajas. La principal es que el rendimiento en el acceso a los datos se reduce, ya que no se pueden leer todos los bits de una celda a la vez y, a medida que aumenta la cantidad de bits alojados en una misma celda, se reduce la velocidad de lectura y escritura de la unidad. Además, el mayor uso de cada celda de memoria reduce la vida útil de la unidad, por lo que es vital minimizar las lecturas innecesarias o fallidas, un problema habitual en los SSD, especialmente en los de gama media y baja.

Para mitigar este problema la industria comenzó a implementar el código de corrección de errores LDPC, capaz de prolongar la vida útil de los chips NAND Flash multinivel y de reducir los errores. Pero la consecuencia es que se reduce aún más el rendimiento de los discos SSD, ya que se introducen más operaciones de reintento de lectura. Para mitigar este problema algunos investigadores propusieron el método de grabación RL (Read-Level), que proporciona un mejor rendimiento al evitar muchos de los procesos de lectura fallida, que son inútiles.

Pero estos esquemas también presentan sus propios problemas, como el hecho de que este sistema no distingue los problemas provenientes de las fuentes de los errores, que pueden tener causas y soluciones diferentes. Para solucionar esto, un equipo de investigadores de la Universidad Xi’an Jiaotong, en China, ha presentado dos nuevos esquemas que prometen optimizar el procedimiento de lectura de SSD basados en NAND Flash, especialmente los discos usados.

Como explican en el artículo técnico que han publicado en la revista IEICE Electronics Express, su sistema podría reducir la lectura de fallas inútiles después de que los bloques se lena por primera vez. Además, han diseñado un programador de E/S consciente de la latencia, que sirve para reordenar las solicitudes de lectura de entrada en lotes, priorizando las solicitudes con baja latencia para optimizar la cola. Afirman que este sistema es capaz de reducir en hasta un 33% el tiempo medio de respuesta, generando un menor gasto de recursos de almacenamiento.