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WIKI Perché i TBW forniti dal produttore di SSD non sono indice affidabile di qualità dell'SSD?

Liupen

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Cosa vuol dire TBW?
Terabyte scritti, o TBW, è la quantità totale di terabyte di dati che un'unità a stato solido (SSD) può scrivere nel corso della sua vita.

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Perchè viene indicato nella scheda pubblicitaria e tecnica di un SSD?
E' associato alla garanzia dell'SSD e in alcuni casi indicato come "resistenza" del dispositivo.

Sapete che un SSD "si consuma" con le scritture fatte.
Logicamente il solo, ad esempio "3 anni di garanzia", deve completarsi con un numero che limita le scritture massime affinché non si possa fare RMA (Return Merchandise Authorization) di un prodotto che si è "esaurito" nei tempi di garanzia; un guasto ma per uso eccessivo e non per un difetto.

Non so se è colpa della riviste del settore o delle case produttrici di SSD, il fatto che hanno via via associato il termine TBW con quello di "resistenza" dando una connotazione diversa al dato, cioè quella di indicare i TB complessivi di durata del dispositivo.
Così facendo ovviamente è diventato un vero e proprio indicatore della bontà del prodotto:
prendo due SSD della stessa dimensione, e confronto i TBW per capire quale è meglio o quello che mi dà la garanzia migliore.


La Garanzia?
Spendo due parole su questo difficile argomento perché attinente al discorso appena fatto (difficile perchè non tutti i produttori hanno un livello di customer service adeguato).
La garanzia dell'SSD ho detto che comporta due valori: un numero di anni coperti ed un numero di TBW da non superare.
Il numero di anni è generalmente o 3 oppure 5.
Oltre alla garanzia del venditore, a volte con formule di restituzione speed come quella di Amazon, ogni prodotto elettronico per legge è coperto dai 2 anni di "Garanzia Legale" ovvero la responsabilità del venditore come tramite rispetto ad eventuali difetti dell'SSD. Nei due anni se l'SSD vi si guasta, lo riportate/spedite al venditore che si farà carico di mandarlo al produttore con un cambio o vi risarcirà direttamente.
]https://www.agcm.it/pubblicazioni/d...Vademecum&parentUrl=/pubblicazioni/mini-guide

La garanzia del produttore dell'SSD copre quindi dal secondo anno in poi ed ha una formula che viene definita spesso "limitata" perchè pone dei paletti.
Il paletto zero è la ricevuta d'acquisto. Alcuni produttori più "umani" avviano l'RMA anche senza di questa, rintracciando il lotto di produzione e facendo iniziare la garanzia da quando l'SSD è uscito dalla fabbrica (occhio quindi in questo caso, di accertarsi di rientrare nel periodo coperto).
https://s3.ap-northeast-2.amazonaws...c/SAMSUNG_SSD_Limited_Warranty_Italian_v2.pdf
https://it.crucial.com/company/warranty

Un primo paletto che bisogna dribblare è ovviamente che lo SMART ottenuto dal tool del produttore non dia TBW superiori a quelli indicati (ma questo 99,9% è così, anche dei professionisti di grafica e video, faticherebbero ad arrivare ad un centinaio di TB che è lo standard per un SSD da 250GB).
Il secondo paletto è l'integrità del dispositivo: non devono esserci manomissioni o danni (scheggiature, graffi, etichette intatte).
Il terzo paletto è che spetta a voi/noi l'onere della prova del difetto. Screenshot dello SMART, video, tutto pur di confermare le prove che farà il produttore che deciderà ad insindacabile giudizio se accordarvi la sostituzione/rimborso o no. Il rimborso è un fatto raro, i produttori nella maggior parte delle volte spediscono un SSD ricondizionato.
Quindi se dovessi prendere in considerazione un SSD in funzione della sola garanzia, il discorso "periodo di garanzia più lunga = meglio" ci stà tutta ma non molto quella di considerare i soli TBW perché è comunque difficile arrivare a superare quel tetto massimo:
100 TBW corrispondono a scrivere per 3 anni, ogni giorno (sabato, domenica, vacanze comprese), 93,5 GB
Voi dite, e ma chi usa programmi particolari che fanno molte scritture? Ebbene "quelli" dovranno procurarsi degli SSD di qualità e per usi professionali se non vogliono rischiare di trovarsi nei guai!

n. d. a. la mia esperienza con un SSD Samsung garanzia 3 anni, dopo 2 è improvvisamente inaccessibile; vado dal venditore (fisico) che constata in laboratorio, quindi compilo il modulo e consegno; loro spediscono ad Hanaro Europe BV; Samsung è efficiente, dopo 2 settimane il venditore mi riconsegna l'SSD facendomi leggere il report: l'SSD non è stato considerato perchè scheggiato lo slot sata. Non mi ero accorto della cosa ma a quel SSD (pagato 300€ da 250GB nel 2014) avevo provato e fatto di tutto.


Perché i TBW forniti dal produttore di SSD non sono indice affidabile di qualità dell'SSD?
Ma se prendessi i TBW che mi indica il produttore come "resistenza" dell'SSD? Se scegliessi tra due SSD uguali, quello con TBW maggiori?
Ok. vi instillo il dubbio...

Perché non c'è, l'ente/l'elenco che fà i test e pubblica per tutti i produttori i TBW di ogni modello?
Non c'è perchè non c'è la necessità visto che i TBW sono parte della garanzia e particolare per ogni produttore. Quindi TBW è inteso come paletto garanzia non come resistenza/bontà SSD.

Ma il discorso non si limita a questo, infatti tecnicamente (si, ahmé dovete sorbirvi... se vi interessa, un paragrafo tecnico) i TBW fatti dai produttori sono basati su variabili decise a tavolino e quindi aleatorie/non univoche.

Occorre quindi capire come si trovano i TBW, perché non è altro che una formula che tutti noi possiamo usare per stimare la probabile aspettativa di vita del nostro caro SSD.

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https://www.jedec.org/document_search?search_api_views_fulltext=jesd218

Sarò breve, non temete.
Tutto inizia dall'ente che presiede questi (e altri) dispositivi, ovvero il JEDEC che ha fissato per i produttori uno standard di esecuzione delle prove (diverse per SSD consumer e specifici) affinché si trovino i TBW secondo un metodo comune.
Quindi un bene se... (vediamo dopo).

Importante è il motivo del perchè JEDEC ha istituito una direttiva sul calcolo del TBW.
L'ha fatto non per i produttori che fissano il dato in garanzia, e neanche per indicare la "resistenza" di ogni SSD, no, neanche per MrX l'ha fatto... l'ha fatto per tutelare il cliente (professionista) che, acquistato un SSD sa che durata del dispositivo e periodo di conservazione dei dati (anche legale) sono normati per legge a LIVELLO INTERNAZIONALE.

Riporto quanto scritto dalla normativa JEDEC:

REQUISITI DEL SOLID STATE DRIVE (SSD) E METODO DI PROVA DI RESISTENZA
JESD218B.01 giugno 2016
Questo standard definisce i requisiti JEDEC per le unità a stato solido. Per ogni classe definita di unità a stato solido, lo standard definisce le condizioni di utilizzo e i corrispondenti requisiti di verifica della durata. Sebbene la resistenza debba essere valutata in base alle condizioni d'uso standard per la classe, la norma stabilisce anche i requisiti per eventuali condizioni d'uso aggiuntive concordate tra produttore e acquirente.

https://www.flashmemorysummit.com/English/Collaterals/Proceedings/2011/20110810_T1B_Cox.pdf pag. 5
https://www.jedec.org/sites/default/files/Alvin_Cox [Compatibility Mode]_0.pdf pag. 25

Condizioni di uso e Acquirente... cioè come dire lo testiamo ma tutto dipende dalle condizioni e da cosa ne fa l'acquirente? ?

Una cosa fondamentale è che Jedec stabilisce che sia il PRODUTTORE dell'SSD a formulare i TBW

Il produttore dell'SSD deve stabilire una valutazione di resistenza per un SSD che rappresenta il numero massimo di terabyte che può essere scritto da un host sull'SSD, utilizzando il carico di lavoro specificato per la classe dell'applicazione, in modo che siano soddisfatte le seguenti condizioni:
1) L'SSD mantiene la sua capacità
2) L'SSD mantiene l'UBER richiesto per la sua classe di applicazione (n. d. a. UBER= numero errori dati/numero bit letti)
3) L'SSD soddisfa i requisiti di guasto funzionale (FFR) richiesti per la sua classe di applicazione (n. d. a. somma dei fallimenti operativi comparata al rating di TBW)
4) L'SSD conserva i dati con lo spegnimento per il tempo richiesto per la sua classe di applicazione (n. d. a. la famosa tabella della durata in funzione della temperatura di programmazione e conservazione dell'SSD)


Andando ad analizzare dato per dato cosa serve a determinare i TBW dalla formula si vede che al produttore:
- la capacità del singolo modello di SSD è un valore noto
- stessa cosa per la quantità di celle scritte (program/erase) espresso in Cicli (numero di volte che)
- WAF stà per Write Amplification Factor ed è un dato che dipende da fattori contingenti (quantità/qualità dei dati o delle pause tra l'immissione dei dati inseriti nell'SSD, caratteristiche e algoritmi del controller)

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l'effetto è appunto quello di "amplificare" la scrittura sulle celle rispetto a quella determinata da un atto volontario dall'utente dell'SSD (es. trasferisco una cartella da 1GB e mi ritrovo programmate celle per 1,3GB perchè nell'atto di cacellare celle per liberare spazio per la scrittura il controller ha spostato dei dati validi riscrivendoli).
- Wear Level Factor si riferisce al parametro di cancellazione medio, ovvero al lavoro dell'algoritmo di livellamento che sposta i dati per scrivere su tutte le celle in maniera più distribuita possibile.
E' un po difficile da spiegare a parole ma ci si prova: un esempio, ho un SSD da 10 GB con 10 celle (ipotetico). Mettiamo che ogni cella può essere scritta solo 3 volte. In teoria sono 3 volte che può essere scritto tute e 10 le celle cioè 10GB x 3volte = 30GB
Teoricamente, perchè senza un algoritmo di livellamento non è così, infatti se vado a memorizzare un dato da 4GB mi rimangono 6 celle vuote e pronte alla scrittura e se quei 4GB stanno li e non si muovono (in gergo dati statici) la capacità del mio SSD si è già ridotta al numero delle celle libere 6 che possono essere scritte 3 volte (18GB). Consumare le celle uniformemente allunga la vita dell'ssd in maniera determinante.

Tratto dal report del JEDEC:
Utilizzando il carico di lavoro appropriato, il produttore dell'SSD può determinare la relazione tra le scritture dell'host e i cicli NAND, quest'ultimo essendo il numero di cicli p/e applicati a qualsiasi blocco NAND, e utilizzare questa relazione per stimare la valutazione di resistenza dell'SSD. Se l'SSD utilizza più di un tipo di componente NAND con diverse capacità di ciclo, è necessario ottenere una relazione separata per ciascun tipo di NAND. Se il funzionamento dell'SSD al TBW desiderato non è pratico perché il tempo richiesto sarebbe eccessivo, è necessario estrapolare la relazione tra i cicli NAND e le scritture host. Nell'effettuare l'estrapolazione, si dovrebbe tenere conto di eventuali non linearità nel funzionamento dell'SSD, come quelle risultanti da un pool di cicli ridotto a cicli estesi.

L'ente normativo sa che WAF e livellamento sono delle variabili troppo soggettive per essere "definitive/standardizzate" ma da degli strumenti per approssimare.

La valutazione di resistenza stimata è il TBW tale che f(TBW) < capacità di ciclo NAND, dove f(TBW) esprime i cicli NAND massimi in funzione di TBW. La relazione può essere diversa per i diversi tipi di componenti NAND utilizzati nell'SSD.
Considera un SSD contenente un solo tipo di NAND e nessuna caratteristica del design dell'unità che potrebbe modificare il WAF nel corso della vita dell'unità. Supponiamo inoltre che il progetto del metodo di livellamento dell'usura dovrebbe comportare che il massimo della cancellazione del blocco sia il doppio del numero medio di cicli.

f(TBW) = (TBW × 2 × WAF) / C
dove C è la capacità dell'SSD e il fattore 2 è la fascia di protezione per gli effetti di livellamento dell'usura.
La valutazione di resistenza SSD diventerebbe quindi TBW < (C × capacità di ciclo NAND) / (2 × WAF)
Nel caso più generale, WAF potrebbe non essere una costante. Sarebbe necessaria una caratterizzazione più ampia per determinare f(TBW) nell'equazione prima di stimare la valutazione della resistenza.
Metodo migliore ma non è probabile che venga utilizzato.
‣ Gli SSD sono sollecitati alla loro valutazione di resistenza dichiarata (in TBW) utilizzando carichi di lavoro specificati.
‣ La sollecitazione di resistenza deve essere eseguita sia ad alte che a basse temperature.
‣ A seguito di questa sollecitazione di resistenza, deve essere eseguita la prova di ritenzione. Poiché i requisiti di tempo di utilizzo della conservazione sono lunghi, è necessaria l'estrapolazione o l'accelerazione per convalidare che l'SSD soddisfa il requisito di conservazione.


Ovviamente Samsung, Crucial, Western Digital, Intel, Adata, ecc ecc hanno sistemi diversi e tenderanno a differire uno con l'altro. Ecco che JEDEC dà un taglio a tutte le variabili non sicure, esclude WAF, livellamento in modo che il dato di TBW corrisponda al solo consumo delle celle dell'SSD senza considerare nient'altro.

Dire che un SSD di una certa grandezza ha un certo numero di TBW che dipendono dal solo fatto che installa una certa nand flash è già una grossa approssimazione ma... quì viene il bello Immaginate un produttore che esce con un nuovo modello e che per tre anni o cinque anni deve scrivere una mole di GB giornalmente su un SSD per trovare sto benedetto TBW... impensabile!

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Il dato di P/E Cycle è anche questo frutto di una convenzione per approssimazione e la stabilisce ogni produttore per le sue nuove celle.
 
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