Systematyczna i zakrojona na szeroką skalę redukcja cen dysków SSD trwa od ponad roku. Produkty te tanieją ze względu na nadwyżkę podaży nad popytem oraz za sprawą modernizacji układów, w przypadku których główny nacisk kładzie się na zmniejszanie kosztów wytwarzania kości pamięci flash. Na to, że dyski SSD zamiast być coraz lepsze, są coraz tańsze kosztem jakości, fachowcy zwracali uwagę już kilka lat temu, gdy wysiłki konstruktorów nie koncentrowały się na ulepszaniu produktu, ale na redukowaniu ich ceny. Aby zmniejszyć cenę produktu, stosowano pamięci gorszej jakości i bardziej czuły kontroler korygujący błędy. Aby zwiększyć transfer, dokładano więcej pamięci podręcznej. Niestety, klienci najczęściej patrzyli najpierw na cenę, a potem na parametry. Zwykle też nie wiedzieli, które cechy są ważne i co w praktyce oznaczają.

Choć opisana tendencja przybiera na sile, producenci twierdzą, że nie ma problemu. Wprawdzie przyparci do muru konkretnymi argumentami przyznają, że rzeczywiście dysk SSD nie może służyć przez długie lata, ale uważają, że nie ma takiej potrzeby, bo użytkownicy co kilka lat wymieniają komputer, więc siłą rzeczy wymieniają też dysk. Dość często, a całkiem od siebie niezależnie, producenci posiłkują się przykładem z rynku motoryzacyjnego i twierdzą, że nikt dziś nie oczekuje od silnika, że będzie pracował bezawaryjnie przez 20 lat i wystarczy na milion kilometrów.

Nowsze, ale nie lepsze

Na czym dokładnie polegają problemy z dyskami SSD? Przede wszystkim trzeba wiedzieć, że komórki NAND mają określoną żywotność, która ulega skróceniu wraz z każdą operacją zapisu. Przez to nie można oczekiwać, że SSD będzie służyć w nieskończoność, jak się zwykło myśleć o HDD (zresztą też niesłusznie!). Pionierskie konstrukcje bazowały na kościach typu SLC (przechowywały tylko jeden bit w komórce pamięci) i ich żywotność rozpatrywana pod kątem liczby cykli zapisu była niemal nieskończona, bo wynosiła 100 tys., natomiast wraz z kolejnymi generacjami pamięci NAND parametry kości – takie jak żywotność, czas dostępu czy transfer – ulegały pogorszeniu. Działo się tak za sprawą zmniejszania rozmiaru tranzystorów. Producenci nieustannie prowadzą prace nad wdrażaniem coraz cieńszej litografii, bo dzięki temu koszty wytworzenia produktu są mniejsze i pobiera on mniej energii. Ma to znaczenie zarówno w przypadku kości pamięci, jak i procesorów – być może problemy dotyczą również tych drugich, bo jak wiadomo, Intel w ostatnich czasach nie dostarcza na rynek pożądanej liczby układów.

Komórka pamięci SLC mieściła około 3 tys. elektronów w stanie naładowanym oraz prawie żadnego w rozładowanym i mogła występować tylko w dwóch stanach: naładowanym lub rozładowanym. Dzięki temu układy bazujące na takich komórkach były bardzo szybkie i niezawodne, bo kontrolery dobrze sobie radziły z odczytaniem stanu – mówi Paweł Kaczmarzyk, właściciel Kaleronu, firmy specjalizującej się w odzyskiwaniu danych z dysków.

Dodaje, że najnowsze układy nie dość, że mieszczą ładunek elektryczny na dużo mniejszej powierzchni, to jeszcze zawierają aż trzy bity, czyli osiem kombinacji poziomów naładowania, co wpływa negatywnie na transfer danych i sprzyja częstszemu występowaniu błędów. To oznacza też, że kontrolery współpracujące z takimi układami muszą być coraz bardziej precyzyjne, aby móc poprawnie odczytywać poziom naładowania tranzystora. Przy dzisiejszych konstrukcjach różnica w odczycie rzędu 100 elektronów może być przyczyną błędu. Drugim problemem jest odprowadzanie ciepła w przypadku układów o kilku warstwach.

Bardzo duże wymagania względem kontrolerów oraz kłopoty z odprowadzaniem ciepła w praktyce mogą prowadzić do skrócenia żywotności układów, a nawet do awarii. Specyfika konstrukcji NAND powoduje wyłączenie bloku z eksploatacji, gdy liczba bitowych błędów przekracza możliwości ich korekcji kodami ECC. Gorzej, gdy kontroler nie poradzi sobie z awarią bloku i odetnie dostęp do wszystkich układów NAND. Wtedy dochodzi do awarii nośnika, a ponieważ dane nie są poukładane w kolejności lecz rozproszone, odzyskanie ich nawet w warunkach laboratoryjnych jest utrudnione.