Твердотельные накопители: итоги 2016 года (страница 2)

для раздела Лаборатория

«Безбуферные» контроллеры NAND

Дефицит NAND памяти и рост цен на нее. Но ведь цены-то повышать сложно из-за конкуренции на рынке. А потому в ход идут дополнительные ухищрения, глядя на большинство из которых невольно вспоминается поговорка «копейка рубль бережет».

Производители начали отказываться от винтовой сборки, теперь половинки корпуса скрепляются системой защелок, а печатная плата фиксируется в специальных выступах-пазах. Это позволило достигнуть экономии не только на исключении из цикла сборки несколько технологических операций, но и на тех же винтиках (от шести до восьми штук на каждом накопителе) – все копеечка экономии.





450x326  25 KB. Big one: 1500x1085  195 KB
OCZ Trion 100.

Стал использоваться односторонний монтаж элементной базы.

450x312  24 KB. Big one: 1500x1040  216 KB
WD Blue SSD, он же – SanDisk X400.

Правда, встречается не слишком часто, и, судя по всему, чаще как альтернатива еще одному способу – сокращению размеров печатных плат.





Причем речь тут стоит уже не о «половинном», а еще меньшем размере. Если ранее подобное применялось в единичных моделях вроде SanDisk Ultra Plus, то теперь это массовое решение.

450x573  76 KB. Big one: 1500x1910  478 KB
Референс-дизайны Phison: внизу – стандартный PS3105-S5/PS3108-S8 (2011-2013 год), вверху – один из вариантов PS3110-S10 для объемов до 240 Гбайт включительно.

Но уменьшение печатной платы упирается в размеры элементной базы – габариты микросхем никто не отменял. И вот тут на сцену выходит еще один прием для удешевления, причем убивающий не двух, а сразу целую роту зайцев. Именно это стало основным трендом 2016 года – переход на так называемые «безбуферные» контроллеры NAND.

На самом деле буфер есть. Современные NAND-контроллеры, в основе которых лежит архитектура ARM, совсем без буфера обойтись все-таки не могут (уже практически ушедшие с рынка SandForce – отдельная тема). Просто кристалл DRAM интегрируется в один корпус с контроллером. Но не все так просто.

Типично объем буфера задается в соотношении 1 Мбайт на 1 Гбайт массива флеш-памяти, но с оговоркой, что в 120-128 Гбайт может устанавливаться и 256 Мбайт DRAM, ну а в Kingston DC400 и вовсе по всем модификациям размер буфера удвоен. В случае с «безбуферным» контроллером размер кристалла DRAM лимитирован размерами микросхемы, а потому и его объем буфера меньше, к тому же фиксированный.





450x331  52 KB. Big one: 1500x1104  357 KB
Marvell 88NV1120: размер микросхемы всего 8 x 8 мм, два 28 нм ядра Cortex R5, объем встроенного буфера мне выяснить не удалось.

Судя по всему, наиболее массовым «безбуферным» контроллером 2016 года станет Phison S11 (PS3111-S11), и на его примере мы рассмотрим особенности «оптимизаций».

Старший контроллер Phison S10, послуживший основой для нашего героя, выпускается в двух версиях: четырехканальной S10C-12 и восьмиканальной S10-X. И в обоих вариантах это очень крупная микросхема на базе четырехъядерного процессора ARM в корпусе BGA с количеством контактов 22 x 22 (размеры самой микросхемы 17 х 17 мм) и 25 x 25 (18 х 18 мм). Техпроцесс тоже впечатляющ – 40 нм (для сравнения, Marvell перешла на использование 28 нм). Иначе говоря, Phison PS3110-S10 для применения в ультрабюджетных SSD малопригоден.

А потому в августе 2015 года был анонсирован Phison S11. Изначальный Phison S10, послуживший базой, «покромсали» основательно: из четырех ARM-ядер осталось только одно, хотя также 40 нм; количество каналов сократилось до двух, а максимально поддерживаемый объем флеш-памяти составляет 1 Тбайт против 2 Тбайт у S10; вместо выводов для подключения внешней буферной памяти в микросхему встроено 32 Мбайт DRAM.





Но будем справедливы, в S11 добавлены поддержка 3D V-NAND, коррекция ошибок LDCP (что очень актуально для накопителей на базе TLC NAND) и компрессия данных SmartZIP (правда, внешнего эффекта от нее пока уловить не удалось).

450x296  52 KB. Big one: 1500x985  335 KB
Phison PS3111-S11: одно 40 нм ARM-ядро, интегрировано 32 Мбайт DRAM.

На выходе мы получили более дешевую и компактную микросхему BGA размерами 9 х 9 мм со 169 контактами (13 х 13) вместо 484/625 у Phison S10. Упростилась пайка на этапе сборки накопителя самого контроллера, к тому же, теперь нет необходимости устанавливать микросхему DRAM и вообще выделять под нее место на плате.

Это не говоря уже об экономии на самой микросхеме: 512 Мбайт DDR3 летом 2016 года (когда Phison S11 стал массово выходить на рынок) стоили около $1.5. Упростилась печатная плата и разводка цепей питания, уменьшилось количество элементов в них.

450x409  31 KB. Big one: 1500x1364  237 KB
Референс-дизайн Phison S11 – не идеал, есть решения гораздо компактней. На снимке Samsung MFX 2015-го года (Samsung CM871 и Samsung 650).







Экономия вышла не слишком большой, что наглядно видно по розничным ценам: накопители на S11 не слишком-то дешевле альтернативы на S10 с аналогичной флеш-памятью. Но и несколько долларов при массовом производстве и закупках могут вылиться в ощутимые суммы и позволить не так сильно поднимать планку цен на накопители при росте стоимости NAND, что будет оценено корпоративными заказчиками, приобретающими накопители целыми партиями.

За такое упрощение и удешевление приходится расплачиваться производительностью: из-за небольшого объема встроенного буфера страдает быстродействие контроллера (а значит, и накопителя в целом) на случайных мелкоблочных операциях. К счастью, здесь на выручку пришли современные достижения инженерных отделов и программистов: Phison в своем новом S11 смогла добиться приемлемых показателей даже в таких сложных случаях. Marvell повезло меньше: ее 88NV1120 обладает худшими показателями производительности. Впрочем, привыкнуть к ним нам, возможно, не доведется: для только что дебютировавшего в массовых решениях 88SS1074 на только что закончившейся выставке CES 2017 официально представлена замена в виде 88SS1079. Не будет ничего удивительного, если 88NV1120 также заменят.

Еще одно событие 2016 года пока не подтверждено – о нем лишь предупреждали заранее: контроллеры SandForce SF-2281 умерли для массового рынка окончательно и бесповоротно.

450x338  47 KB. Big one: 1500x1126  322 KB



Шесть лет на рынке – поистине фантастический срок. Даже другой очень популярный контроллер Marvell 88SS9187, анонсированный значительно позже SF-2281, давно исчез. Представители компании Kingston сообщали, что к концу года с производства с большой долей вероятности будут сняты Kingston SSDNow V300 и Kingston HyperX Fury – последние массово производимые SSD на данной аппаратной платформе.

Остались лишь Intel 535 и ADATA Premier Pro SP900. У первых еще красуется статус «Launched». Но он не всегда означает массовость производства, иногда так обозначается выпуск небольших партий под заказ – у Intel сейчас в приоритете серии 540s и 600p, да и доля компании на рынке SSD сегодня незначительна и в лучшем случае составляет ~7-8%. Вторые также пока присутствуют на сайте производителя, но по факту уже даже на Amazon официальным магазином ADATA реализуются модификации только на 128 и 256 Гбайт, остальных уже нет в наличии.

Telegram-канал @overclockers_news - это удобный способ следить за новыми материалами на сайте. С картинками, расширенными описаниями и без рекламы.
Оценитe материал
рейтинг: 4.4 из 5
голосов: 46

Комментарии Правила



Возможно вас заинтересует

Популярные новости

Сейчас обсуждают