Technologie w produktach ATP

Technologia 3D NAND jest kolejnym krokiem w rozwoju pamięci flash. Opracowywanie i wdrażanie nowych technologii jest konieczne z uwagi na to, że obecnie stosowane metody konstrukcyjne posiadają ograniczenia i wady. Poniżej przestawiamy zestawienie zalet i wad obydwu typów pamięci.

Zapraszamy także do zapoznania się z technologiami, które są stosowane w pamięciach Flash od ATP, takimi jak technologie Floating-Gate oraz Charge-Trap, ATP Power Protector, AutoRefresh, ATP SMART Life Monitor Tool a także SPOR: Sudden Power Off Reliability.

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 / problem 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 pomiędzy technologią Floating-Gate oraz Charge-Trap

Technologie Floating-Gate oraz Charge-Trap są dwoma różnymi rozwiązaniami, stosowanymi przy wytwarzaniu  pamięci flash.

Porównanie technologii FGF oraz CTF

Rysunek 1. Porównanie technologii FGF oraz CTF

 

Komórka FGF Komórka CTF
  1. Izolowane węzły gromadzące ładunki w celu polepszenia izolacji między komórkami (zmniejszenie pojemności pomiędzy sprzężonymi komórkami)
    – brak rozprzestrzeniania się ładunku węzłowego
  1. Węzły gromadzące ładunki nieprzerwanie ze skłonnością do dyspersji ładunku pomiędzy komórkami
  2. Szybka początkowa utrata ładunku z uwagi na płytko uwięzione elektrony


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

 

Efekt działania PowerProtector

Rysunek 2. Efekt działania PowerProtector

 

 

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
Struktura pamięci flash

Rysunek 3. Struktura pamięci flash

 

 

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. Oprogramowanie monitorujące zużycie bloków gwarantujące użytkownikowi czas na zabezpieczenie danych oraz wymianę nośnika.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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.

PowerProtector Gen.II opiera się na wykorzystaniu większej ilości kondensatorów POSCAP w celu wydłużenia czasu zapisu danych z pamięci podręcznej DRAM do pamięci flash.

Wsparcie techniczne

Firma CSI posiada w swojej ofercie szeroką gamę pamięci flash firmy ATP:

Nasi pracownicy chętnie udzielą wsparcia przy doborze odpowiednich pamięci DRAM oraz przedstawią korzystną dla Państwa ofertę.

Inne wpisy

Dlaczego DDR5 ma znaczenie dla serwerów: Czy warto dokonać zmiany?

Który typ pamięci jest odpowiedni dla danej platformy serwerowej? – RDIMM vs UDIMM W ciągu ostatniej dekady liczba rdzeni procesorów serwerowych gwałtownie wzrosła z 12 rdzeni na gniazdo do 96, a ostatnio do 128 rdzeni na gniazdo. Przepustowość pamięci skalowała…

Czytaj więcej
NVIDIA

Aetina – innowacyjne rozwiązania NVIDIA dedykowane AI

Aetina jest producentem innowacyjnych komputerów przemysłowych dedykowanych AI oraz specjalistycznych kart graficznych dla branż AI, IoT oraz Edge Computing. Udostępnia szereg rozwiązań z akceleracją GPU, wyposaża komputery oparte na architekturze ARM i x86 oraz układy ASIC w sztuczną inteligencję….

Czytaj więcej

Różnica pomiędzy NVMe a PCIe

Przy deskrypcji dysków SSD, termin „PCIe” jest zwykle pisany razem ze słowem „NVMe”, przez co może nasunąć się pytanie: Jaka jest różnica pomiędzy NVMe a PCIe? Nieustanny postęp technologiczny sprawia, że warto na moment cofnąć się do początków standardu…

Czytaj więcej