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Technologien & Lösungen

NCQ/TRIM

NCQ

NCQ steht für Native Command Queuing, eine Reihe programmierter Befehle zur Steigerung der Leistung von Speichergeräten durch Optimierung der Lese- und Schreibvorgänge. NCQ organisiert die Reihenfolge zufälliger Lese- und Schreibbefehle innerhalb des Speichergerätes neu in einer Reihe sequenzieller Befehle, was die Leistung des Speichergerätes um bis zu 30 % steigert. Außerdem nutzt NCQ alle verfügbaren Kommunikationskanäle innerhalb des Speichergerätes zur Durchführung mehrerer Befehle gleichzeitig.

Beispiel: Wenn jeder zufällige Befehl zwei Einheiten Bearbeitungszeit erfordert, benötigen 32 zufällige Befehle ohne NCQ 64 Einheiten Bearbeitungszeit. Wenn mit NCQ jeder sequenzielle Befehl eine Einheit Bearbeitungszeit benötigt, können 32 zufällige Befehle in 50 % zufällige Befehle (32 Einheiten Bearbeitungszeit) und 50 % sequenzielle Befehle (16 Einheiten Bearbeitungszeit) neu organisiert werden, wodurch nur 48 Einheiten Bearbeitungszeit benötigt und damit bis zu 25 % eingespart werden.  

Garbage Collection

Daten im Flash-Speicher oder auf einer Solid-State Drive (SSD) werden in als „Pages“ bezeichnete Einheiten geschrieben und in als „Blöcke“ bezeichnete größeren Einheiten, die aus mehreren Seiten gebildet werden, gelöscht. Falls sich das System dazu entscheidet, einige der Seiten in einem Block zu löschen, müssen alle anderen Seiten in demselben Block gelesen und auf einen neuen Block geschrieben werden. Anschließend wird der alte Block gelöscht und für neue Daten als verfügbar gekennzeichnet. Dieser Vorgang wird als „Garbage Collection“ bezeichnet. Garbage Collection kann ausgelöst werden, wenn das System auf einen Block mit Daten schreibt, die gelöscht werden sollen. Dadurch beeinträchtigt die Zahl der Lese- und Schreibvorgänge von Garbage Collection schrittweise die Langzeitleistung von SSDs.

TRIM

Der TRIM-Befehl ermöglicht der SSD die Ausführung von zwei Funktionen: 1. Die Suche nach einem freien, beschreibbaren Block, wenn das System ungültige Daten in einem Block entdeckt; und 2. die Suche nach dem besten Zeitpunkt zur Durchführung der Garbage Collection und zum Recyceln zusätzlicher freier Blöcke. Zufällige Schreibvorgänge können optimiert und in längeren Fragmenten sequenzielle Schreibvorgänge neu aufgereiht werden. Dadurch lässt sich die Echtzeitleistung der SSD jederzeit auf einem optimalen Niveau halten.

ATPs SSDs unterstützen nicht nur die TRIM-Funktion, sondern führen auch eine im Hintergrund laufende Garbage Collection während des Schreibvorgangs durch. Garbage Collection wird in Systemen anderer Anbieter üblicherweise vor den Schreibbefehlen durchgeführt, was die Schreibleistung verlangsamt. ATPs im Hintergrund laufende Garbage Collection wird von Zeit zu Zeit im Hintergrund ausgeführt und sorgt dafür, dass die SSD in einer sauberen Speicherumgebung bleibt. Alle SSDs von ATP unterstützen NCQ-, TRIM- und im Hintergrund laufende Garbage-Collection-Befehle zur Sicherstellung optimaler Leistung.

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