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Contrôleurs SSD : le point

Par - Source: Tom's Hardware FR | B 10 commentaires

Nous parlons régulièrement de SSD et surtout des contrôleurs utilisés sur ce type de périphérique de stockage et nous avons donc décidé de faire le point sur les contrôleurs actuels et sur ce qui nous attend à court et à moyen terme.

JMicron

JMicron est une société connue pour avoir inondé le marché avec des SSD bien moins onéreux que les modèles précédents et proposant des débits séquentiels élevés. La puce JMF602 a été utilisée par OCZ (dans les Core) mais aussi en OEM dans les SSD proposés sur certains netbooks, notamment. Elle est capable de travailler sur 8 canaux et dispose de 4 ko de cache alors que la version B, plus récente, possède 16 ko. Globalement, les performances sont correctes en séquentiels, mais s'effondrent dès que les accès sont aléatoires (avec des latences proches d'une seconde). Dans les faits, les SSD basés sur ce contrôleur sont peu recommandés, la machine bloquant totalement dès que le SSD écrit des petits fichiers. Notons que Toshiba vend un JMF602 rebadgé, avec 64 ko de cache, ce qui réduit (un peu) les problèmes. Le JMF612, qui commence à montrer son nez, va proposer un cache (de 128 Mo) qui devrait limiter les problèmes. Rappelons enfin que les JMicron ont l'avantage de disposer, en plus de l'interface SATA, d'un connecteur USB pour utiliser le SSD en externe. Enfin, certains constructeurs ont utilisé deux contrôleurs JMicron couplés à un contrôleur RAID, ce qui permet de doubler les débits séquentiels, mais augmente fortement la consommation de l'ensemble.

Indilinx

Société peu connue jusqu'il y a peu, Indilinx (et son Barefoot) a réussi à dynamiser le marché des SSD. La société propose un contrôleur rapide, très efficace dans tous les cas et a l'avantage de suivre ses produits, avec de nouveaux firmwares de façon régulière. Le Barefoot a un seul défaut, les optimisations sur le wear levelling ont tendance à diminuer les performances dans le temps, ce qui oblige à utiliser un programme qui va « nettoyer » le SSD (le Whiper) ou bien à utiliser un système d'exploitation compatible avec les commandes TRIM (Windows 7). Le contrôleur contient un processeur ARM (qui tourne aux environ de 233 MHz) et utilise de la mémoire cache (16 à 64 Mo). Beaucoup de constructeurs utilisent ce contrôleur, mais OCZ est le plus actif, avec plusieurs modèles et plusieurs types de mémoire (SLC et MLC, versions overclockées, etc.). La prochaine puce d'Indilinx, le JetStream, devrait proposer la prise en charge du SATA 6 gigabits/s et accélérer les transferts (plus de 500 Mo/s annoncés).

Intel

Intel utilise un seul contrôleur, que ce soit dans les X25-E, les X25-M ou les X25-M V2 (ces derniers ont un modèle adapté aux puces en 34 nm). Doté d'une mémoire cache (de 16 ou 32 Mo), le contrôleur travaille sur 10 canaux et offre de très bonnes performances en écritures aléatoires de petits fichiers. Les SSD Intel sont considérés comme les meilleurs actuels, même si le débit en écriture séquentiel est assez faible sur les X25-M. Globalement, en dehors du prix assez élevé, les SSD Intel ont peu de défauts.

Samsung

Samsung est une société qui travaille depuis longtemps dans le domaine (nous avions testé un modèle PATA en mai 2007) et la société dispose de plusieurs modèles au catalogue actuellement. On retrouve deux puces, la S3C29RBB01 et la S3C49RBX01. La première est utilisée dans les SSD de la dernière génération (PB22J chez Samsung) et est du niveau du Barefoot d'Indilinx, la seconde est utilisée dans certains SSD plus anciens (destinés à concurrencer les modèles en JMicron) et offre tout de même des performances correctes (Apple utilise cette puce dans ses SSD). Les deux puces utilisent de la mémoire cache et sont performantes (dans leur gamme) même si les concurrents font parfois mieux.

MTron, Memoright, Sandisk, etc.

Il existe d'autres acteurs dans le monde des SSD, mais peu d'entre eux travaillent dans le grand public. Les plus connus sont MTron, Memoright et Sandisk, même si d'autres existent (Western Digital a par exemple racheté récemment un constructeur de SSD professionnel). MTron, qui a été un des pionniers des SSD pendant un temps, utilisait un contrôleur basé sur un CPU ARM (proposé à la base en FPGA, une puce programmable, et ensuite sous la forme d'une puce classique) avec de la mémoire cache et Memoright, une société qui ne vend que des SSD très haut de gamme (aussi à base de FPGA) n'ont pas pu suivre le marché et leurs SSD, basés sur de la mémoire SLC (onéreuse) dans la majorité des cas, ne sont pas capables de lutter avec les ténors actuels du marché. Sandisk, société surtout connue pour ses cartes mémoire, a essayé d'entrer sur ce marché, mais les premiers modèles posaient des problèmes au niveau des performances et la nouvelle génération, longtemps attendue, ne semble pas vouloir sortir. La société utilise a priori ses contrôleurs dans ses cartes mémoire (les récentes Extreme Pro) et dans des SSD d'entrée de gamme destinés aux netbooks.

Ce petit résumé ne se veut pas exhaustif, mais devrait vous permettre d'avoir une image d'ensemble du marché actuel des SSD. Actuellement, les nouveautés ne se bousculent pas, et ce pour deux raisons : la mémoire flash voit son prix augmenter (la demande explosant, notamment à cause d'Apple) et le fait que le SATA 3 gigabits/s (300 Mo/s) limite les débits séquentiels. On ne devrait donc pas trouver de grosses nouveautés avant quelques mois, le temps que le SATA 6 gigabits/s se démocratise (il n'est pas encore intégré dans les chipsets).

Notons enfin que la majorité des sociétés utilisent de la mémoire d'origine Samsung, sauf Intel qui travaille avec Micron et Toshiba qui utilise sa propre mémoire.

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  • Aimame , 13 octobre 2009 15:50
    Merci pour l'article, très utile pour s'y repérer!

    J'espère cependant que les progrès continuerons et surtout que les prix baisserons. Le succès des SSD est assuré, maintenant il faut savoir à quel moment ceci va ce démocratiser pour les particuliers.
  • Anonyme , 13 octobre 2009 16:16
    Hello
    InteL a des defauts en production... (pas testé les autres)
    ---
    Une incompatibilité entre le software smartctl AND certains disques SSD 32nm AND "parfois". En gros, le soft smartctl permet de regarder l'état du disque et les éventuels erreurs. Parfois, la smartctl n'arrive pas à récupérer cet
    état du disque et la requête arrive en timeout, ce qui provoque un reset
    hard SATA2 du disque. C'est un bug mineur qui n'empêche pas le bon
    fonctionnement du serveur. Néanmoins, on conseil de ne pas utiliser
    smartctl en attendant que les ingénieurs Intel fixent ce bug mineur. Faut désactiver les commandes smartd et smartctl
    ---
    @suivre....
  • efranchi , 13 octobre 2009 17:15
    bel article, je pense que seulement intel et mtron et memoright on fait des SSD qui ne donnent pas de surprise désagréable, les indilinx semblent aussi souffrire d'une perte de données trop grande.
    Les Intel (mais aussi les samsung et les indilinx) fonctionnent en page mapping, ici une ordre (d'écriture ou lecture) est executé même si l'order d'avant n'est pas terminé, on gagne du temps et donc de performances, mais si les fichiers sont beaucoup et de petite taille le contrôleur va en tilt (n'arrive plus à gérer toutes les requêtes non finies) et le SSD "casse": vous perdez au minimum 40% des performances et seulement un secure erase le remet en condition de départ (oui aussi le Intel SLC). Heureusement pour l'envoyer en tilt avec les nouveau firmware il faut beaucoup.
    Les Mtron et Memoright foinctionnent en block mapping, ici l'ordrr est executé QUE lorsque l'ordre d'avant est terminé. Vous pouvez donc charger le SSD de travails très intensifs avec petits fichiers pendants des heures et vous n'aurait jamais une perte des performances.
    Donc Mtron et memoright sont des rolce roys, lente mais hyper stable, le intel samsung et indilinx sont des ferrouzes délicates que si on tire trop pètent.
  • Anonyme , 13 octobre 2009 18:07
    Oui, c'est a peu près ca.
    En fait, moi, ce qui me "perturbe" dans toute cette histoire, c'est le SATA 3: "seulement" 6Gbps. Ca fait beaucoup, mais pas tant que ca en fait, quand on se rend compte qu'en meme pas 2 ans, les SSD ont vu leurs performances multipliées par 10 (nottement grace au barefoot), et ont été rapidement limitées par le SATA. Donc j'ose imaginer que les 6Gbps seront aussi assez rapidement limitant par rapport a ce que les disquent pourront offrir. Intel devrait offrir une alternative interessante avec sa fibre optique, mais devra rapidement augmenter le débit également, mais j'imagine que 100Gbps ne doit pas être hors de portée, avec cett technologie dont la démocratisation commence a peine...
  • efranchi , 13 octobre 2009 18:58
    Sur storagesearch un expert en NAND disait que le potentiel maximal pour un SSD serait en 2,5" dans 4-5 ans sera d'env 2'400MB/s lécture et écriture.
    On est pas loin si on pense aux Fusion IoDrive Duo (forcement en interface PCI-E).
    C'est sûr le potentiel du SSD est à hauteur d'une interface PCI-E, et même le SATA 6 comme tu le dit bien risque d'être fort limitant.
    Indilinx semble avoir déjà prêt le contrôleur pour les SATA 6, on parle de 500MB/s lécture et 450MB/s écriture.
    Memoright est loin derrière, son futur SSD prévu normalement en fin d'année sera de l'ordre de 250MB/s lecture et écriture. Et hélas Mtron frôle la faillite, il ya des voix de couloir et puis cela fait longtemps qu'il aurait du sortir le modèle à 250MB/s si on se tient à leur road map, et pourtant ils n'ont plus rien sorti.
  • Anonyme , 16 octobre 2009 09:04
    Je veux pas jouer le râleur de service, mais même si j'applaudis des deux mains les avancés techniques, si les prix reste élevés, ces produits ne concerneront en grande majorité que les domaines pro. Aujourd'hui, vue les prix, à part si c'est pour un geek qui se fait plaisir (et il a bien raison), je ne conseillerais pas de SSD à un amateur qui monte une config standard sans une utilisation poussé dans un sens ou dans l'autre de son PC. Pour le prix, il prend un gros HD perf, il en profitera plus, je pense. :jap: 
  • Ludovic 500 , 16 octobre 2009 16:27
    vous êtes sûr des valeurs de mémoire cache chez JMicron :??: 

    il est fait état de 4 ko, puis 16 puis 64, et ensuite on passe subitement à 128 Mo, c'est pas des Mo dès la première valeur?
  • dandu , 16 octobre 2009 16:33
    non non, c'est bien des ko (en gros, ya pas réellement de cache). Et on passe bien de 16 ko (interne à la puce) à 128 Mo (qui sont du coup, externe)
  • Ludovic 500 , 19 octobre 2009 08:03
    ah bon. ben bien. je reste surpris
  • shooby , 19 octobre 2009 18:23
    Merci pour l'info