Ograniczenia technologii 2D NAND
Technologia projektowania i wytwarzania:
- Technologia 2D osiąga swoje granice fizyczne - dalsze rozwijanie technologii nie będzie już niedługo możliwe.
- Efekty uboczne procesu zmniejszania rozmiarów kości:
- Wyższe wymagania ECC,
- Wytrzymałość kości: mniejsza ilość cyklów zapisu/odczytu,
- Wyższe wymagania, co do zdolności obsługi ECC przez kontrolery.
Problemy użytkowników końcowych/problemy rynkowe:
- Wymagana: duża pojemność przy ograniczonej wielkości fizycznej pamięci,
- Wyższa wydajność przy jednoczesnym wyższym koszcie.
Stosowanie technologii 3D NAND jest uzasadnione z uwagi na to, że zamiast ciągle zmniejszać płaskie pamięci NAND, zastosowanie technologii 3D NAND pozwala zwiększyć pojemność kości poprzez układanie kolejnych warstw na sobie.
Poniżej przedstawiono uproszczone porównanie obu technologii.
| Technologia | 2D NAND | 3D NAND |
| Pojemność pojedynczej kości | Max. 128 Gb | 256/512 Gb (w przyszłości planowane zwiększenie tego rozmiaru) |
| Technologia wykonania | Floating gate | Floating Gate lub Charge Trap |
| Wytrzymałość (ilość cyklów zapisu/odczytu) | Niższa | Wyższa |
| Wykonanie w technologii 3D cechuje mniejszymi zakłóceniami pomiędzy komórkami, co skutkuje znacznie wyższą wytrzymałością | ||
| Wydajność | Wolniejsze | Szybsze |
| Pobór mocy | Wysoki | Niski |
Różnice między technologią Floating-Gate oraz Charge-Trap
Technologie Floating-Gate oraz Charge-Trap są dwoma różnymi rozwiązaniami, stosowanymi przy wytwarzaniu pamięci flash.
Poniżej przedstawiono skrócone porównanie technologii wytwarzania.
| FGF | CTF | |
| Proces produkcji | - | Uproszczony/Zmniejszona liczba procesów |
| Wytrzymałość | - | Zwiększona |
| Wydajność energetyczna | - | Zwiększona |
| Zakłócenia w odczycie/zapisie | Mniejszy wpływ | - |
| Retencja danych | Zwiększona | - |
ATP PowerProtector Gen. II
ATP PowerProtector Gen. II jest autorskim rozwiązaniem firmy ATP. Jest to technologia pozwalająca na zachowanie integralności zapisywanych danych w przypadku nagłej utraty zasilania.
PowerProtector zachowuje dane otrzymane przez kontroler i zapisane wcześniej w pamięci podręcznej DRAM.
PowerProtector Gen. II to przede wszystkim:
- Autonomiczne rozwiązanie sprzętowe oraz dedykowany firmware
- Zaawansowana ochrona w celu zapewnienia integralności danych w przypadku niespodziewanych awarii zasilania:
- Pozwala na zatrzymanie odbioru poleceń od hosta w przypadku wykrycia awarii zasilania
- Posiada kondensatory magazynujące niezbędną ilość energii, wymaganej do zakończenia ostatniej operacji
ATP AutoRefresh
ATP AutoRefresh jest technologią korekcji błędów odczytu oraz znacznie redukuje ryzyko utraty danych w obszarach „jedynie do odczytu”. Ponadto ATP AutoRefresh automatycznie przeprowadza sprawdzanie ECC przy każdej operacji odczytu:
- W przypadku wystąpienia błędu (ECC powyżej ustalonego progu) AutorRefresh uruchamia się
- Następuje przeniesienie i zapisanie danych do dobrych komórek
ATP SMART Life Monitor Tool
ATP SMART Life Monitor Tool jest technologią automatycznego monitoringu, analizy oraz raportowania (Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology) pracy dysku. Usługa została zaimplementowana w celu monitorowania stanu technicznego pamięci oraz zapewnienia użytkownikowi jak najdłuższego okresu działania dysku.
Nowe właściwości oraz monitorowane parametry SMART dla produktów w standardzie SATA3:
- Zapasowe bloki na początkach
- Zapasowe bloki dla aktualnego czasu
- Procentowa ilość czasu w danym urządzeniu
- Całkowita ilość bajtów zapisanych przez hosta
- Całkowita ilość zapisanych bajtów NAND
- Temperatura kontrolera/temperatura urządzenia
- Monitoring nieplanowanych zaników zasilania
Nowe właściwości Firmware'u
Wraz z ewolucją technologiczną sprzętu idzie również poprawa jakości oprogramowania dla dysków. Pośród najnowszych właściwości oprogramowania produktów ATP można wymienić:
- Obsługa mapowania 4K
- Wszystkie dane Sekwencyjne/Losowe są obsługiwane w standardzie 4K
- Zmniejszony czas mapowania odwzorowania tabel oraz łatwiejsze odbudowywanie tabel po nagłej utracie zasilania
- Lepszy WAI (Write Acceleration Index) oraz ulepszona jakość zapisu losowego - FW Field Update
- Aktualizacja oprogramowania sprzętowego możliwa w zainstalowanym urządzeniu
- Usługa zaimplementowana za pomocą standardowego polecenia ATA Download Microcode (92h)
- Zachowanie integralności danych po aktualizacji firmware'u
- Zachowanie możliwości odzyskania danych/bootowania w przypadku przerwania procesu aktualizacji oprogramowania (odłączenie od zasilania, utrata podłączenia)
- SSD nie wymaga nowego cyklu zasilania w celu uruchomienia nowego oprogramowania - Funkcja dziennika zdarzeń zorientowana pod kątem EMC
- SMART zapisuje błędy połączeń z hostem, spowodowane efektami statycznymi
SPOR: Sudden Power Off Reliability
SPOR jest technologią zapobiegającą uszkadzaniu danych w przypadku utraty zasilania w trakcie procesu zapisu na dysk.
- Ryzyko związane z niespodziewaną utratą zasilania:
- Najnowsze dane z pamięci podręcznej, zapisane w pamięci DRAM, nie mogą zostać flush’owane do pamięci NAND
- Wpływ na czas uruchamiania (Power-on-to Ready): pamięć DRAM musi poświęcić więcej czasu na odbudowanie tabel mapowania (mapping tables) po kolejnym uruchomieniu
- Błędy UECC mogą wystąpić podczas zapisu danych z pamięci DRAM na pamięć NAND.
Wsparcie techniczne
Firma CSI posiada w swojej ofercie szeroką gamę pamięci flash firmy ATP:
- Dyski SSD 2,5” SATA
- Karty CFast™
- Pamięci przemysłowe na rozszerzony zakres temperatur -40~85°C
Nasi pracownicy chętnie udzielą wsparcia przy doborze odpowiednich pamięci DRAM oraz przedstawią korzystną dla Państwa ofertę.
Artykuł na stronie CSI:
www.csi.pl/consulting-techniczny/325-nowe-technologie-w-produktach-atp