SSD の DRAM キャッシュ メモリ 有無の違い

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  • DRAM キャッシュレス（HMB / Host Memory Buffer ）の説明

    HMB(Host Memory Buffer)技術開発とDRAMレスSSDの実現

    Technology Brief: Advancements in DRAM-less SSDs - tech-brief-advancements-in-dram-less-ssds.pdf
    > ホストメモリバッファ（HMB） - 知っておくべきこと
    > NVMe 1.2仕様から使用できるようになったHMBにより、SSDをサポートするためにDRAMを使用するのではなく、PCIe接続を介してホストまたは中央処理装置（CPU）に接続されたDRAMの一部を利用できるようになりました。ホストDRAMの最大の利点は、マッピング情報をキャッシュすることで、これは、多くの場合数十MBのバッファサイズしか必要としません。HMBはローカルファイル（Wordドキュメント、Excelファイル）での作業やビデオファイルや写真のレンダリングなど、ほとんどのコンシューマー向けアプリケーションには十分ですが、さまざまなハイエンドアプリケーションやゲーム環境では実用的ではない場合があります。DRAMはハイエンドビデオゲームのダウンロード/プレイ、ストリーミングゲームをプレイ、複数のタスクの同時実行（プログラムのダウンロード、大サイズのファイルの操作、コンピューターの更新の実行）など、データのランダムな読み取り/書き込み負荷の高いワークロードに適しています。


    新生“東芝ブランド”のSSD戦略を開発陣に聞く
    ～NANDとコントローラの1パッケージ化とメインメモリキャッシュがもたらす変革
    > 　「NANDメモリのみのSSDを作ると、10μから50μのアクセス時間になってしまいます。DRAMは、その1,000倍ぐらい速いアクセス速度がありますので、SSDにDRAMを搭載すると、キャッシュアクセスとしても速いですし、論理アドレスと物理アドレスを変換するテーブルを置くことができて、ランダムアクセス性能を向上させることができます。
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    > 　しかし、DRAMを外してしまうと、このメリットを享受することができません。そこで、SSDの中にあるDRAMを外す代わりに、CPUが使っているメモリをちょっと分けてもらうというアイディアを考えました。これが、HMB機能です。HMBでは、PCI Expressのインターフェースを通してDRAMアクセスをするので、コントローラに直接接続されたDRAMよりもレイテンシは大きくなりますが、ソコソコの性能が出ます」(藤澤氏)。
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    > 　では、HMB機能は、どのぐらい効果があるのだろうか? それに対して藤澤氏は次のように説明する。
    >
    > 　「HMBは、シーケンシャル性能に対してはほとんど効きません。シーケンシャルの場合は、ときどき、テーブル解決の必要があるのですが、コマンド1つ1つに対して解決する必要はないので、テーブルがキャッシュされていることに対する効果はあまりないのです。一方でランダムアクセスの場合は、各アドレスがあっちに行ったりこっちに行ったりします。そういったケースでは、解決できるテーブルがキャッシュされていることでアドレス変換が高速になり、ランダムアクセスの読み出しが高速化されます」(藤澤氏)
  • 関連情報等

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