SSDのサイズが変なのはなぜですか？

SSDのサイズが通常の256 GBや512 GBではなく240 GBや120 GBなのはなぜですか？これらの数字は、240や120よりもはるかに理にかなっています。

840 EVOシリーズのような最新のSSDの多くは、前述の256GBのような使い慣れたサイズを提供しますが、メーカーはパフォーマンスの低下や欠陥と戦うメカニズムのために少しのストレージを保持していました。

たとえば、120 GBのドライブを購入した場合、内部で実際に128 GBであることを確認できます。保存されたスペースは、コントローラー/ファームウェアにTRIM、ガーベッジコレクション、ウェアレベリングなどのスペースを提供するだけです。SSDが最初に市場に出たとき、コントローラーによって既に見えなくなったスペースの上に少しのスペースを分割せずに残すことは一般的な慣習でしたが、アルゴリズムはかなり良くなったので、する必要はありません。もうやる。

編集：この現象は、GigaBytes（例：128x 10 ^ 9 Bytes）とオペレーティングシステムが示すGibiByte値で表される広告スペースの不一致で説明しなければならないという事実に関するコメントがありました。時間-2の累乗。この例では119.2ギビバイトになります。

私が知っているように、これはすでに上で説明したものの上に来るものです。私は確かに、どの正確なアルゴリズムがその余分なスペースのほとんどを必要とするかを述べることはできませんが、計算は変わりません。メーカーは、実際には2のべき乗のフラッシュセル（またはそのような組み合わせ）を使用するSSDを組み立てますが、コントローラーはそのすべてのスペースをオペレーティングシステムに認識させません。残っているスペースはギガバイトとしてアドバタイズされ、この例では111ギビバイトになります。

機械式ハードドライブとソリッドステートハードドライブの両方の未加工容量は、定格容量よりも大きくなっています。「余分な」容量は不良セクタを置き換えるために確保されているため、ドライブを組み立てラインから完全にする必要はなく、不良セクタは後で使用中にスペアセクタに再マッピングできます。工場での初期テスト中に、不良セクタはスペアセクタにマッピングされます。ドライブが使用されると、（ビットレベルエラーを検出するためにエラー修正ルーチンを使用して）セクターを監視し、セクターが悪化し始めると、セクターをスペアにコピーし、それを再マッピングします。そのセクターが要求されるたびに、ドライブは元のセクターではなく、新しいセクターに移動します。

メカニカルドライブでは、サーボ、ヘッド、およびプラッタのエンコードを制御するため、任意の量のスペアストレージを追加できます。したがって、セクタリマッピング用に1ギガバイトのスペアスペースを追加して、1テラバイトの定格ストレージを確保できます。

ただし、SSDはフラッシュメモリを使用します。フラッシュメモリは常に2の累乗で製造されます。アドレスのデコードに必要なシリコンは、200バイトにアクセスする8ビットアドレスと256バイトにアクセスする8ビットアドレスで同じです。シリコンのその部分のサイズは変わらないため、シリコン領域の最も効率的な使用は、実際のフラッシュ容量で2のべき乗を使用することです。

そのため、ドライブのメーカーは2の累乗の合計未処理容量に固執していますが、セクターの再マッピングのために未処理容量の一部を確保する必要があります。これにより、たとえば256GBの未加工容量が使用可能になり、使用可能な容量は240GBになります。

簡単に言えば、すべてのSSDは基本的に、宣伝するものではありません。彼らが宣伝するのは、「使用可能な」ディスク容量です。120の「使用可能な」GBのストレージを備えたほとんどのドライブの場合、基本ドライブは実際には128 GBのドライブです。前述のように、8 GBは特定のバックグラウンド管理タスク用に予約されています。

技術的には、別のチップを平手打ちして128 GBの「使用可能な」スペースを確保することもできますが、費用がかかります。ドライブを作っている企業は、実際に使用可能なスペースが実際に2の倍数であるかどうかよりも、ドライブがどれだけ大きいかを気にしていることに気付きました。

補足-実際に必要なシステムコードを記述する方法はいくつかあります。そのため、さまざまなメーカーの120、124、128 GBドライブが表示されます。これらはすべて128 GBの「未加工」スペースを持っていますが、必要なバックグラウンドのものを異なる方法で処理します。ドライブコーディングのバージョンは、ほとんどの場合に気付くほど他のバージョンより優れています。パフォーマンスのベンチマークにわずかな違いがあることに気付くかもしれませんが、コンピューターが重い負荷をかけていて、何を探すべきかを知っていない限り、気付くことはほとんどありません。

2の累乗による成長は厳密に数学的な概念であり、2つの状態に基づくコンピューターで数学のショートカットを簡単に取得できます。つまり、コンピューターは、数値を10で乗算または除算するのと同じくらい簡単に、2倍の整数の乗算または除算を実行できます。実際に計算を実行することなく、桁を左または右にシフトします。

すべてのプログラミング言語には、これらの簡単な操作のための演算子があり、Cに似た言語では、n >> m別名shift n right m bitsaka divide n by 2^mおよびn << maka shift leftaka multiply n by 2^mです。プロセッサ内部では、この操作は通常1サイクルかかり、インプレースで発生します。3で乗算するなど、他の算術演算では、ALU [Arithmetic Logic Unit]を呼び出して、余分なサイクルまたは2つのビットをマーシャリングし、結果を特定のレジスタにコピーして戻す必要があります。Heavenは、小数点の精度が必要で、FPU [Floating Point Unit]が関係する場合に役立ちます。

とにかく、これがコンピューターが内部的にすべてを2のべき乗と呼ぶのを好む理由です。マシンがメモリポインターオフセットを計算するための簡単な計算を行うたびにALU操作を実行する必要がある場合、コンピューターの実行速度は1桁遅くなります。

一方、物理ストレージの成長は、物理学、エンジニアリング、およびマーケティング上の*チョーク*によるものよりも、生のバイナリ数学によるものではありません。スピンドルディスクの場合、容量はプラッターの数、プラッターのサイズ、「シリンダー」のサイズ、およびシリンダーに収まるセクターの数によって決まります。これらは一般に、ハードウェアの物理的な能力と、読み取り/書き込みヘッドの精度によって他の何よりも決定されます。

私はSSDの内部特性にそれほど精通していませんが、スケーリングは以下に基づいていると思います：N x M NANDセクターのアレイを構築し、それらをチップの深いKにレイヤーし、Jチップをそれらに適合させることができます2.5 "HDDケース。パフォーマンスの最適化のためにそれらのH％を予約し、数値を最も近い5/10/20の倍数に切り捨てます。これが、ボックスに印刷するドライブの容量です。

これらの計算のいずれかを2の適切な小さな累乗に変換することは、完全なまぐれであり、誰にとってもほとんど利益になりません。

古いSSDでは、「バイト」に8つの「ビット」（0/1）があるため、容量は8の倍数でした。フラッシュドライブと同じように、これは人々がSSDの利点を認識していなかったため、すべての「ビット」が役に立ちました。

消費者はSSDテクノロジーを認識し、テクノロジーの進歩に伴い、HDD市場がそうであったように、サイズを「推定」し、異なるサイズのチップを組み合わせることにより、SSD製造業者はより馴染みのある数に戻しています10の偶数を取得するには（例：6GB + 4GB = 10GB）