Mellékleteink: HUP | Gamekapocs
Keres
Mi a fejlesztő gondja 2018-ban? Refaktorálás, Agile, API-tervezés, PWA és Alexa a gyakorlatban. HWSW mobile! idén is. November 21-22.

Elsőként dob piacra "négybites" NAND-ot a Micron

Asztalos Olivér, 2018. május 22. 14:37

A Micron és az Intel végül mindenkinél korábban állt elő az olcsóbb meghajtókat hozó fejlesztéssel, előbbi cég pedig már szállítja az arra épülő első SSD-k mintapéldányait.

Bemutatta első generációs QLC NAND fejlesztését az Intel és a Micron, utóbbi cég pedig egy arra épülő nagyvállalati SSD-t is leleplezett. A QLC, azaz a cellánként négy adatbitet tároló flashmemóriának hála egységnyi terület mellett harmadával növelhető az adatsűrűség, ugyanakkor ezért cserébe (tovább) csökken a cellák terhelhetősége. Ezért a QLC-s SSD-ket elsősorban inkább WORM-szerű (Write Once Read Many), olvasásintenzív környezetbe, illetve belépőszintű konzumer SSD-kben alkalmazzák majd, legalábbis amíg a technológia nem éri el a kiforrottnak tekinthető szintet.

Ahogy említettük, a fejlesztés egységnyi lapkaterületet alapul véve a TLC-hez képest harmadával növeli a bitsűrűséget, hisz egyetlen cellában három helyett már négy adatbitet képes tárolni a a NAND. Mindez első hallásra egyszerűnek hangozhat, ugyanakkor a gyakorlati megvalósítás komoly kihívás elé állítja a mérnököket, a megbízható működés ugyanis még pontosabb feszültségértékeket kíván. A NAND flash cellák ugyanis töltésszint (pontosabban elektronok) formájában tárolják az adatokat, konfigurációtól függően egy cella egy (SLC), kettő (MLC), vagy három (TLC) bit információt hordozhat. Minden egyes újabb bittel duplázódik a tároláshoz szükséges töltésszintek száma, például a szóban forgó QLC esetében már 16 különféle értéket kell üzembiztosan, és lehetőleg minél gyorsabban megkülönböztetni.

qlc

Ennek velejárója, hogy az egyes műveletek elvégzéséhez hosszabb időre van szükség, miközben a cellák hamarabb elhasználódhatnak, ugyanis kisebb a feszültségtartományok közötti terület, ahova a cella szilíciumdioxid rétegének fáradása miatt még hiba nélkül ki tud futni a vezérlés. Ezen kívül, ha egy cella 4 bit adatot tárol, akkor a programozási műveletek is gyakoribbak lehetnek, hisz egy bit módosítása (pl.: 0000->0001) is épp ugyanazt a műveletet igényli, mintha mind a négyet átírná a vezérlés (pl.: 0101->1010).

Mindez az Intel és a Micron szerint nagyjából harmadára csökkenti a cellák terhelhetőségét, hisz míg az MLC nagyjából 10 000, a TLC pedig körülbelül 3000 ciklusra képes, addig a QLC 1000 ciklusig bírja szusszal. Utóbbi szám viszont nem tekinthető rossznak, hisz egyezik az első TLC-s megoldások értékével, amelynek tükrében van esély arra, hogy a következő generációkkal a QLC strapabírása is javulni fog.

A gyártók ezért komoly erőforrásokat fektetnek a különféle, az élettartamot javító eljárások kifejlesztésébe. Ez dióhéjban fejlett algoritmusokat, adaptív írási/olvasási technikát, illetve különféle DSP ECC rendszereket. A Toshiba például egy külön, QSBC (Quadruple Swing-By Codes) névre keresztelt eljárást fejlesztet a QLC-hez, amely a cég szerint a sztenderdnek számító BCH ECC-nél tízszer, az LDPC ECC-nél pedig nyolcszor nagyobb kapacitású, azaz lényegesen több hibát képes kezelni, javítani.

Az Intel és a Micron (egyelőre) nem beszélt ilyen jellegű fejlesztéseiről, a duó csupán az első QLC-s lapka alapvető paramétereiről beszélt dióhéjban. Ez alapján egy 64 rétegű 3D NAND-ot "oltottak be" négybites cellákkal, amelynek hála a lapka kapacitása kereken 1 terabitre (125 gigabyte) hízott. A fejlesztés sajátossága, hogy a korábbi, a NAND-ok legnagyobb részegységének számító kettő darab "plane" helyett immár négy ilyen egységre osztották fel a lapkát a mérnökök, melynek hála párhuzamosan több I/O műveleten képes dolgozni a rendszer.

QLC-s SSD a Microntól

A NAND-dal párhuzamosan egy, a fejlesztésre épülő nagyvállalati, SATA csatolós SSD-t is leleplezett a Micron. Az 5210 ION névre keresztelt meghajtót merevlemezek helyére szánja a cég, annak ellenére, hogy egységnyi kapacitást tekintve továbbra is egy jól látható szakadék van a nagyvállalati mechanikus drive-ok és a szóban forgó QLC-s SSD között. A gyártó ezért elsősorban a felsőkategóriás, 10 000-es fordulatú modellek helyén képzeli el az első QLC-s SSD-ket, amelyek lényegesen nagyobb kapacitássűrűséggel bírnak, hisz 2,5 hüvelykes (és 7 milliméter magas) méretszabványban 1,92-7,68 terabájt között skálázódnak a meghajtók.

5210_Micron

Mindeközben a tempó is nagyobb, amelyről bár a Micron egyelőre nem közölt konkrét adatokat, a sorok között olvasva az 5100-as széria (olvasási) értékeire lehet számítani, amely 500 MB/s körüli szekvenciális tempót, véletlenszerű műveletek esetében pedig nagyjából 90 000 IOPS-os értéket jelentene. Ennél érdekesebb kérdés a terhelhetőség, amelyről egyelőre ugyancsak hallgat a gyártó. A feljebb említett 1000 P/E (programozás/törlés) érték alapján nagyjából 0,5-ös DWPD (napi újraírás) értékkel lehet számolni, amely 66 százalékkal jelentene jobbat a belépőszintű konzumer TLC-s SSD-k garanciális teherbírásánál.

Ennek ellenére a gyártó egyelőre csak olyan munkakörnyezethez ajánlja az 5210 ION SSD-ket, ahol a műveletek legalább 90 százaléka olvasás. Arra, hogy ilyen körülmények között a gyakorlatban mire képes az első QLC-s SSD, arra a Micron néhány kiemelt partnere hamarosan rálátást kaphat, a többi érdeklődő viszont csak valamikor ősszel teheti rá a kezét az 5210 ION meghajtókra.

Facebook

Mit gondolsz? Mondd el!

Adatvédelmi okokból az adott hír megosztása előtt mindig aktiválnod kell a gombot! Ezzel a megoldással harmadik fél nem tudja nyomon követni a tevékenységedet a HWSW-n, ez pedig közös érdekünk.
Refaktorálás, Agile, API-tervezés, PWA és Alexa a gyakorlatban. HWSW mobile! idén is. November 21-22.