Материалы по тегу: qlc nand

11.08.2022 [21:05], Алексей Степин

NEO Semiconductor представила второе поколение уникальной памяти X-NAND

Технология X-NAND, впервые представленная компанией NEO Semiconductor летом прошлого года, вызвала немалый интерес, поскольку она обещает нивелировать основные недостатки, свойственные флеш-памяти с тремя и более битами на ячейку: пониженный ресурс и низкую скорость записи.

Благодаря использованию унифицированного буфера, способного одновременно обслуживать 16 столбцов (Y-Plane) и ряда других хитростей, разработчикам удалось добиться превосходства QLC X-NAND даже над классической SLC. По крайней мере, в теории. На практике компания использовала четыре слоя по 16 Y-столбцов, что позволяло писать в трёх плоскостях в SLC-режиме, четвёртая же использовалась для параллельного перевода записываемых данных в TLC-режим. Это позволило добиться постоянной скорости записи 1600 Мбайт/с — в 10 раз выше, нежели у обычного чипа TLC.

 Структура кристалла X-NAND. Источник: NEO Semiconductor

Структура кристалла X-NAND. Источник: NEO Semiconductor

А совсем недавно было анонсировано новое, второе поколение X-NAND. Для него заявлен двукратный прирост производительности и устроены новые чипы NEO Semiconductor несколько иначе в плане параллелизма: теперь SLC-запись и TLC-уплотнение производятся в каждой паре плоскостей из четырёх имеющихся. Это и позволило поднять скорость записи вдвое, до 3200 Мбайт/с. Разработчики также сообщают о примерно трёхкратном приросте скоростей чтения/записи на случайных операциях и о некотором снижении латентности; при этом размер кристалла X-NAND второго поколения не изменился.

 Параллелизация SLC-записи и QLC-уплотнения решает проблему скорости. Источник: NEO Semiconductor

Параллелизация SLC-записи и QLC-уплотнения решает проблему скорости. Источник: NEO Semiconductor

Архитектура поддерживает реализацию вариантов флеш-памяти с практически любым разумным количеством бит на ячейку, от SLC до PLC, технология же позволяет развернуть производство X-NAND на базе техпроцессов любого крупного поставщика NAND-устройств. Если верить NEO Semiconductor, речь идёт о практически нулевых затратах на модернизацию производства под выпуск X-NAND. Увы, компания официально не сообщала, готов ли кто-то из крупных игроков развернуть массовый выпуск новой памяти.

Постоянный URL: http://servernews.ru/1072007
02.08.2022 [13:10], Сергей Карасёв

Китайская компания DapuStor представила SSD серии Haishen5 с интерфейсом PCIe 5.0 и ёмкостью до 32 Тбайт

Компания DapuStor анонсировала твердотельные накопители семейства Haishen5 для систем корпоративного класса и центров обработки данных, передаёт StorageReview. Изделия используют интерфейс PCle 5.0 x4 (спецификация NVMe 2.0). Пробные поставки накопителей компания организует в IV квартале нынешнего года. Информации об ориентировочной цене пока нет.

 Источник изображения: Storage Review

Источник изображения: Storage Review

Покупателям будут предлагаться модификации в различных исполнениях: E3.S, E1.S и U.2. Говорится о подготовке устройств на основе чипов флеш-памяти TLC и QLC NAND. В первом случае вместимость варьируется от 1,6 до 15,36 Тбайт, а во втором достигает 32 Тбайт. Задействован контроллер Marvell Bravera SC5.

Заявленная скорость последовательного чтения информации достигает 14 000 Мбайт/с, скорость последовательной записи — 8000 Мбайт/с. Величина IOPS при чтении данных блоками по 4 Кбайт составляет до 2 800 000, при записи — до 600 000. Задержки при последовательном чтении/записи заявлены на уровне 8/9 мкс.

Постоянный URL: http://servernews.ru/1071340
08.06.2022 [19:21], Алексей Степин

Pure Storage представила новую универсальную флеш-платформу FlashBlade//S

Несмотря на то, что жёсткие диски продолжают оставаться наиболее доступным средством хранения данных, всё большую популярность приобретают платформы класса all flash. Компания Pure Storage представила новую универсальную модульную СХД FlashBlade//S, которая по всем характеристикам вдвое превосходит аналогичное решение предыдущего поколения.

Новинка занимает 5U-шасси, где размещается до 10 модулей-лезвий FlashBlade//S. Будучи полностью укомплектованной 48 флеш-модулями, система вмещает почти 2 Пбайт «сырых» данных, но эта цифра верна без учёта технологий сжатия и дедупликации, которые делают решения Pure Storage уникальными и привлекательными.

 FlashBlade//S (Изображения: Pure Storage)

FlashBlade//S (Изображения: Pure Storage)

Согласно модной нынче тенденции к дезагрегации ресурсов, вычислительные и «накопительные» мощности у FlashBlade//S разделены и могут наращиваться и комбинироваться в соответствии с потребностями владельцев. Поэтому каждый модуль состоит из двух частей: вычислительной, занимающей примерно 2/3 пространства и несущий на борту процессор Intel Xeon Ice Lake-SP, и части с фирменными флеш-модулями DirectFlash (DFM), использующими память QLC NAND.

Интересно здесь не само использование QLC, а то, что Pure Storage удалось добиться выдающихся показателей скорости, надёжности и энергопотребления без применения решений вроде кеша из массивного пула DRAM или использования иерархии с быстрыми SLC-накопителями или Optane. Модули находятся в передней части корпуса и полностью доступны с передней панели, подобно классическим дисковым корзинам «горячей замены».

 Источник: Pure Storage

Система легко масштабируется: от начальных 7 модулей её можно нарастить до 150, причём пропорционально растёт не только ёмкость, но и производительность. Для 15 модулей объёмом 52 Тбайт каждый заявлена линейная скорость 15 Гбайт/с, для максимальной 150-модульной конфигурации приводится цифра 24 млн IOPS на случайных операциях. Шасси может иметь до 8 портов 100GbE, расширяется система с помощью фирменного интерконнекта XFM (два модуля на шасси). Потребление при этом не превышает 2900 Ватт.

Несмотря на применение QLC, производитель даёт десятилетнюю гарантию. Что немаловажно, жизненный цикл FlashBlade//S легко можно будет продлить путём замены как вычислительных модулей, так и DFM. Также Pure Storage собирается дополнить новинку поддержкой сети 400GbE вместо 100GbE. Система работает под управлением фирменной платформы Pure1 с элементами машинного интеллекта и поддерживает стандартные протоколы NFS, SMB и S3, а также имеет продвинутые средства защиты от программ-вымогателей.

 AIRI//S

AIRI//S

Вместе с выходом новой СХД обновился и комплекс машинного обучения AI-Ready Infrastructure (AIRI), впервые представленный в 2018 году. Первый вариант базировался на серверах NVIDIA DGX-1 и коммутаторах Arista, но в последней инкарнации AIRI получила новые коммутаторы NVIDIA/Mellanox и серверы DGX A100. Ожидается, что поставки FlashBlade//S начнутся в ближайшие недели.

Постоянный URL: http://servernews.ru/1067576
10.02.2022 [02:47], Алексей Степин

IBM представила обновлённые СХД FlashSystem: 5200, 7300 и 9500

IBM анонсировала новые All-Flash СХД серии FlashSystem, использующие фирменные программные технологии защиты данных CyberVault, в основе которых лежат разработки, применяемые ранее в мейнфреймах серии Z, а также FlashCore-модули третьего поколения. Новинки станут доступны в начале марта.

Младшая 1U-модель FlashSystem 5200, которая была представлена ранее и пришла на смену моделям 5015 и 5035, в базовом варианте использует всего 12 NVMe-накопителей. Однако новое (уже третье) поколение FlashCore-модулей позволяет получить до 1,1 Пбайт эффективной ёмкости. Хранилище масштабируется до 748 накопителей и поддерживает кластеризацию. Контроллеры используют па паре 8-ядерных Intel Xeon Skylake и кеш ёмкостью до 512 Гбайт.

 IBM FlashSystem 5200

IBM FlashSystem 5200 (Изображения: IBM)

Более мощная 2U-модель FlashSystem 7300 получила четыре 10-ядерных процессора Cascade Lake и кеш объёмом до 1,5 Тбайт. В базовом варианте она позволяет установить уже до 24 NVMe-модулей, а всего можно задействовать до 392 накопителей. FS7300 отличается поддержкой полок расширения с любыми стандартными вариантами LFF/SFF-накопителей SAS-3, причём допустимы смешанные конфигурации.

 IBM FlashSystem 7300

IBM FlashSystem 7300

Благодаря поддержке кластеризации комплекс 7300 может обслуживть суммарно 1568 накопителей. Сетевая часть в базовом варианте представлена восемью 10GbE-портами (iSCSI), однако доступны более скоростные варианты в виде 25/100GbE (до 12 шт.) и FC16/32 (до 24 шт.), в том числе с RDMA и FC-NVMe. С помощью FS7300 можно организовать сквозное NVMe-подключение для хостов.

 IBM FlashSystem 9500

IBM FlashSystem 9500

Наконец, старшая СХД FlashSystem 9500 получила четыре 24-ядерных процессора Intel Xeon Ice Lake и кеш объёмом до 3 Тбайт, а также поддержку SCM-модулей (до 1,6 Тбайт) и PCIe 4.0. Базовое 4U-шасси вмещает 48 NVMe-модулей, а всего хранилище может обслуживать до 232 накопителей (до 928 в кластере), но полки расширения поддерживаются только с FlashCore-модулями, NVMe или SAS-3 SSD. Доступно до 24 портов FC16/32, до 12 портов 100GbE или до 20 портов 10/25GbE — с FC-NVMe, iSCSI и RDMA.

Но самое интересное — третье поколение модулей IBM FlashCore (FCM) на базе QLC-памяти с SLC-кешем. У них вдвое вырос показатель DWPD, а степень сжатия на лету поднялась до 3:1. Модули имеют «сырую» ёмкость 4,8/9,6/18,9/38,4 Тбайт. Две наиболее ёмких модели имеют поддержку PCIe 4.0. Кроме того, FCM теперь поддерживают расширенные возможности общения с IBM Spectrum Virtualize (в новых СХД версии 8.5) для более оптимального управления нагрузкой.

Постоянный URL: http://servernews.ru/1059865
10.01.2022 [21:26], Алексей Степин

VAST Data удвоила ёмкость своих All-Flash СХД на базе QLC и SCM

Компания VAST Data объявила о том, что максимальную «чистую» ёмкость флеш-хранилищ серии Universal Storage ей удалось увеличить вдвое — с 675 до 1350 Тбайт. Это даёт более 1 Пбайт эффективной ёмкости при дедупликации на уровне 5:1. Достигнуто это путём применения новых SSD Intel объёмом 30 Тбайт, базирующихся на памяти QLC NAND.

Компания особенно выделяет возросшую удельную плотность хранения данных, которой новые SSD позволили достичь — если для аналогичной ёмкости, набранной классическими HDD, потребовалось бы 68 накопителей и корпус высотой 4-5U, то 30-Тбайт SSD позволяют обойтись 44 компактными накопителями, умещающимися в 2U-шасси. Помогают им SCM-модули Intel Optane или KIOXIA XL-FLASH (EL6).

Также VAST Data поднимает вопрос о необходимости пересмотра архитектуры СХД столь большой ёмкости, ведь потеря одного диска в традиционном массиве RAID может потребовать очень много времени на перестройку и восстановление полной функциональности. Всё это время массив уязвим и, к тому же, может сильно нагружать СХД и SAN. В системах VAST Universal Storage массив организован таким образом, что может выжить даже при одновременной потере четырёх SSD, а данные для восстановления, равномерно «размазаны» по всем накопителям в кластере.

А функция Universal Power Control позволяет экономить энергию путём отключения неиспользуемых SSD, но без потерь в латентности, ведь пробудить их можно менее, чем за 1 мс. Энергоэффективность при этом составляет 500 Вт на 1 Пбайт, что в 11 раз эффективнее, нежели у Dell EMC PowerScale A300 и в 9 раз эффективнее Pure FlashBlade.

Постоянный URL: http://servernews.ru/1057688
09.08.2021 [16:56], Алексей Степин

Память X-NAND, сочетающая преимущества QLC и SLC, стала на шаг ближе к реальности

Классическая архитектура NAND-памяти имеет свои пределы: по мере увеличения количества бит на ячейку падает и производительность, и надёжность. Компания NEO Semiconductor, о разработках которой мы рассказывали ранее, получила новые патенты на технологию X-NAND, позволяющую обойти ограничения традиционной флеш-памяти.

Даже переход от MLC к TLC вызвал в своё время множество нареканий, часть из которых удалось обойти переходом от планарной NAND к NAND с 3D-структурами. Но дальнейший рост плотности под вопросом: QLC-накопители не блещут производительностью, особенно при записи; а в случае с PLC ситуация ещё более обострится.

 Цена многоячеечности в классической NAND-памяти

Цена многоячеечности в классической NAND-памяти

NEO Semiconductor предлагает решение, призванное избавить технологию NAND от основных её недостатков. Технология X-NAND позволит сделать QLC-память не только более производительной, нежели классическая SLC, но и более компактной с точки зрения расхода транзисторов и площади кристалла.

 Архитектура страничного буфера классической флеш-памяти (слева) и X-NAND

Архитектура страничного буфера классической флеш-памяти (слева) и X-NAND

Обычно с падением производительности многоячеечной NAND пытаются бороться увеличением числа одновременно программируемых столбцов (Y-Plane), но это ведёт к резкому росту объёма буферов записи — каждый «слой» требует собственного буфера. В архитектуре X-NAND, однако, один буфер может использоваться для параллельной работы с большим количеством линий, 16 и более. То есть при неизменном объёме буфера количество Y-Plane можно повысить в 16 и более раз, во столько же раз увеличивая и производительность за счёт параллелизма операций чтения и записи.

 X-NAND позволит как уменьшить размер кристалла, так и увеличить производительность при прежней площади

X-NAND позволит как уменьшить размер кристалла, так и увеличить производительность при прежней площади

Компания опубликовала достаточно подробную документацию, в которой разъясняется ряд нюансов, на которых базируется технология X-NAND. Так, программирование одновременно 16 ячеек с помощью одного страничного буфера достигается за счёт использования импульсов длительностью не более 10 мкс, что позволяет обойтись ёмкостью бит-линий без операций обновления (refresh), а заодно и существенно снизить энергопотребление. Также доступно краткое двухстраничное описание новой технологии.

 Запись в SLC и перемещение в QLC в архитектуре X-NAND идут одновременно

Запись в SLC и перемещение в QLC в архитектуре X-NAND идут одновременно

NEO Semiconductor считает, что 16 Y-слоёв не предел: при 64 выигрыш в производительности при операциях записи и чтения может достигнуть 22 и 30 раз соответственно; узким местом станет пропускная способность самого интерфейса, а не возможности структур X-NAND. При этом надёжности разработчики тоже уделяют немало внимания: использование укороченных бит-линий позволяет снизить их ёмкость и повысить точность управления, что сделает достаточно надёжным даже пятибитный вариант (PLC).

 Оценка преимуществ X-NAND при разном количестве бит на ячейку

Оценка преимуществ X-NAND при разном количестве бит на ячейку

Обойти чудовищное падение скорости при записи в технологии X-NAND позволяет возможность параллельного программирования ячеек: свежие данные всегда пишутся в SLC-ячейки, но одновременно с этим идёт процесс их перемещения в TLC/QLC/PLC-области. Таким образом, исключается основная проблема многоячеечных NAND-устройств, а именно сильное падение производительности записи при выходе за пределы SLC-кеша.

 Переход на X-NAND позволит сделать QLC- и PLC-накопители быстрыми на всём объёме

Переход на X-NAND позволит сделать QLC- и PLC-накопители быстрыми на всём объёме

Компания NEO Semiconductor уже получила два новых патента США за номерами 11056190 B2 и 11049579 B2, а значит, она намеревается продвигать технологию X-NAND всерьез, лицензируя её ведущим производителям NAND-устройств, таким как SK Hynix с Intel, Micron, Kioxia, Samsung, Western Digital. Если всё сложится удачно, такая память сможет совершить революцию в All-Flash СХД и наверняка заинтересует гиперскейлеров.

Постоянный URL: http://servernews.ru/1046271
05.02.2021 [18:17], Илья Коваль

HPE предлагает заменить 10K HDD на QLC SSD серии VRO, но не для всех нагрузок

HPE анонсировала новую серию накопителей VRO (Very Read Optimized), которые призваны заменить 2,5” жёсткие диски 10K RPM и сертифицированы для работы в платформах Apollo, ProLiant и Synergy. Новинки до 175 раз быстрее, имеют впятеро более низкие задержки и в три раза энергоэффективнее в сравнении с самыми быстрыми HDD от HPE. Но есть один нюанс.

Нюанс этот заключается в том, что новые накопители построены на базе 96-слойной QLC-памяти Micron и оптимизированы под определённый тип нагрузок, почему они и названы VRO: > 80% для случайного чтения и < 20% для последовательной записи крупными блоками (128 Кбайт). В этом случае показатель DWPD достигает 0,8. Неподходящая нагрузка — 100% случайная запись 4K-блоками — снижает это показатель до 0,05-0,2 в зависимости от ёмкости накопителя.

Накопители имеют интерфейс SATA3 с поддержкой горячей замены и представлены в форм-факторе 2,5” (960 Гбайт, 1,92 Тбайт, 3,84 Тбайт и 7,68 Тбайт) и 3,5” (3,84 Тбайт и 7,68 Тбайт). Максимальная скорость чтения для всех накопителей составляет 500 Мбайт/с, записи — от 135 (2,5” 960 Гбайт) до 340 (3,5” 7,68 Тбайт) Мбайт/с. Типовой показать IOPS при случайном чтении и записи 43000 и 1950 соответственно для первого накопителя и 54000 и 4500 — для второго. При этом младшая модель в наихудшем сценарии может записать до 350 Тбайт, а старшая — до 700 Тбайт.

Типовые нагрузки для VRO SSD: базы данных SQL/NoSQL, системы Big Data, vSAN, объектное хранилище, Hadoop, СХД для ИИ и машинного обучения и так далее. Все накопители имеют трёхлетнюю гарантию. По данным Blocks&Files, стоимость новинок стартует с $739,99. Несмотря на то, что стоимость SSD всё равно выше HDD, с учётом более высокой производительности выигрыш в TCO, по словам HPE, заметен.

Постоянный URL: http://servernews.ru/1031997
29.12.2020 [14:48], Юрий Поздеев

VAST LightSpeed – быстрая система хранения на основе QLC и Optane

VAST DATA выпустила платформу хранения LightSpeed, само название которой уже намекает на высокую скорость работы. Решение построено на базе другого продукта компании — Universal Storage DASE (DisAggregated, Shared, Everything), которое было анонсировано в прошлом году. Что такого особенного в новой архитектуре и действительно ли хранилище получилось быстрым?

По словам VAST, ее универсальное хранилище (Universal Storage) — это полностью новая технология, которая использует последние технологии, такие как NVMe-over-Fabric, Storage Class Memory (SCM, в даном случае это Optane) и флеш-память QLC. Все это вместе позволяет создать полностью дезагрегированное хранилище с флеш-памятью NVMe, с масштабированием до эксабайта и с поддержкой различных рабочих нагрузок.

Основные преимущества VAST Universal Storage DASE:

  • Масштабирование СХД до эксабайта и глобальное пространство имен: каждый сервер имеет доступ ко всем накопителям в кластере, устраняется необходимость в дорогостоящем ускорении операций чтения/записи на основе DRAM или в тиринге, гарантируя, что каждая операция чтения/записи будет выполняться на быстрых накопителях NVMe.
  • Серверы слабо связаны в архитектуре VAST и могут масштабироваться почти до бесконечности, потому что им не нужно координировать операции ввода-вывода друг с другом и они не обрабатывают межкластерное взаимодействие, что обычно является основной трудностью в масштабировании систем хранения. Серверы VAST можно поместить в контейнеры и встроить в серверы приложений, чтобы обеспечить производительность NVMe-oF на каждом хосте;
  • Глобальная трансляция QLC: архитектура VAST DASE оптимизирована для записи на недорогие носители QLC, позволяет увеличить их долговечность до 10 лет, за счет применения новых методов размещения данных, с использованием большого буфера записи SCM;
  • Глобальная защита данных: компромисс между затратами на защиту данных и отказоустойчивостью системы достигается за счет новых алгоритмов, которые при большом количестве узлов обеспечивают накладные расходы в 2% (по сравнению с 33-66% для традиционных систем);
  • Глобальное сжатие: VAST применяет собственные разработки для сжатия данных, которое может быть как глобальным, так и побайтовым. Система обнаруживает и использует шаблоны схожести данных в глобальном пространстве имен на уровне детализации, который в 4 000 – 128 000 раз меньше, чем современные подходы к дедупликации. Конечным результатом является система, которая реализует эффективные алгоритмы сжатия для всех видов данных, без ущерба для скорости доступа.

По заявлению VAST, новые платформы LightSpeed NMVe обеспечивают вдвое большую пропускную способность, чем системы предыдущего поколения.

Кластеры VAST LightSpeed доступны в трех вариантах конфигурации:

  • 2 узла LightSpeed, обеспечивающие пропускную способность 80 Гбайт/с, с использованием 32 GPU;
  • 5 узлов (Pentagon), обеспечивающие пропускную способность 200 Гбайт/с, с использованием 80 GPU;
  • 10 узлов (Decagon), обеспечивающие пропускную способность 400 Гбайт/с, с использованием 160 GPU.

VAST в настоящее время сотрудничает с NVIDIA, чтобы использовать технологию NVIDIA GPU Direct Storage, что позволит получить значительный прирост в производительности для операций ввода/вывода.

Постоянный URL: http://servernews.ru/1028996
16.12.2020 [17:00], Сергей Карасёв

Intel D7-P5510 и D5-P5316: серверные PCIe 4.0 SSD на базе 144-слойной TLC и QLC NAND

Корпорация Intel анонсировала сегодня новые твердотельные накопители корпоративного класса — изделия D7-P5510 и D5-P5316, предназначенные для применения в центрах обработки данных, в составе облачных платформ и пр.

Решение D7-P5510 — первый в мире накопитель, построенный по 144-слойной технологии TLC NAND (трёхуровневая архитектура ячейки памяти). Устройство выполнено в формате U.2 с толщиной корпуса 15 мм.

Заказчикам будут доступны модификации D7-P5510 вместимостью 3,84 и 7,68 Тбайт. Заявленная скорость чтения информации достигает 7000 Мбайт/с, скорость записи — 4194 Мбайт/с. Величина IOPS (операций ввода/вывода в секунду) при произвольном чтении и записи блоками по 4 Кбайт — до 930 000 и 190 000 соответственно.

Устройства могут выдерживать более одной полной перезаписи в сутки (DWPD). Среди особенностей новинок можно отметить поддержку NVMe-MI, более быструю работу TRIM, поддержку множественных пространств имён с возможностью блокировки, настраиваемый уровень TDP, а также аппаратное шифрование AES-256 (TCG OPAL 2.0.1).

В свою очередь, D5-P5316 — накопитель большей ёмкости с высоким уровнем износостойкости, произведённый по первой в отрасли 144-слойной технологии QLC NAND (четыре бита информации в ячейке). Устройства будут предлагаться в форматах U.2 и E1.L, а вместимость составит 15,36 и 30,72 Тбайт.

Для накопителей D5-P5316 приводятся показатели быстродействия на операциях чтения — до 6800 Мбайт/с и до 800 000 IOPS. Отмечается, что по скорости чтения, благодаря оптимизациям, новые QLC-накопители почти не отличаются от TLC. Это же относится и к различным показателям надёжности. В частности, для 30-Тбайт заявлена возможность записи до 18 Пбайт.

Новинки обеспечат высокую плотность хранения данных — до 1 Пбайт в 1U-шасси для E1.L-накопителей. Увеличение ёмкости вкупе со снижением энергопотребления снижает совокупную стоимость владения СХД. И через пару, по мнению Intel, SSD станут выгоднее HDD.

Продажи изделий D7-P5510 начнутся до конца 2020 года, тогда как решения D5-P5316 станут доступны в первой половине 2021-го.

Постоянный URL: http://servernews.ru/1027981
01.12.2020 [17:21], Алексей Степин

Новая технология X-NAND сочетает плотность QLC и скорость SLC

Флеш-память NAND используется сегодня везде, от портативных устройств до сверхпроизводительных корпоративных систем хранения данных. У технологии есть свои ограничения, к примеру, увеличение количества бит в ячейке NAND приводит к снижению производительности и надёжности. Компания NEO Semiconductor предлагает своё видение флеш-памяти нового поколения под названием X-NAND, сочетающее в себе высокую плотность хранения данных, свойственную QLC и производительность, характерную для SLC или MLC.

 В классической архитектуре буферы занимают существенную часть кристалла

В классической архитектуре буферы занимают существенную часть кристалла

В своё время переход от MLC к TLC вызвал массу вопросов: да, повысить плотность хранения данных удалось на треть (три бита на ячейку вместо двух), однако это привело к необходимости использования восьми программирующих напряжений. Требования к точности работы контроллера возросли, а надёжность такой флеш-памяти, напротив, снизилась. Победить это удалось переходом от планарных технологий к 3D NAND. Но сейчас внедрение QLC и памяти с ещё более высоким числом бит на ячейку вызывает те же вопросы, ставшие ещё острее.

Внедрение более тонких техпроцессов в производстве флеш-памяти исчерпывает потенциал надёжности, достигнутый за счёт внедрения 3D NAND, и в памяти типа QLC количество циклов перезаписи падает вновь. Кроме того, производительность таких устройств часто оказывается ниже всякой критики, особенно на операциях записи. В накопителях потребительского класса такой провал компенсируется активным использованием части флеш-массива в режиме SLC, но для серьёзного применения такой подход не годится, поскольку не обеспечивает устоявшейся производительности в сценариях с постоянной нагрузкой.

 X-NAND позволяет обойтись одним буфером, но в 16 раз увеличить степень параллелизма

X-NAND позволяет обойтись одним буфером, но в 16 раз увеличить степень параллелизма

Увеличить производительность многоячеечной NAND можно путём наращивания количества одновременно программируемых столбцов (Y-plane) — за счёт параллелизма скорость записи серьёзно повышается. Но каждый столбец требует собственного буфера записи (обычно объёмом 16 Кбайт на блок) и уже при 16 «слоях» размер кристалла такой флеш-памяти вырастает на 270%. При этом сама архитектура такова, что количество одновременно проводимых операций чтения или записи не может превышать количества буферов.

Компания NEO Semiconductor предлагает свой выход: в архитектуре X-NAND используется общий буфер. Его объём составляет те же 16 Кбайт на блок, однако на каждую страницу приходится лишь по 1 Кбайт, что позволяет избежать непрактичного «раздувания» кристалла. При этом за счёт параллелизма растёт и производительность: по заявлениям компании-разработчика, память QLC X-NAND в три раза быстрее обычной QLC на случайных операциях, а при линейной записи выигрыш составляет 14 раз.

 Память QLC X-NAND может быть быстрее классической SLC NAND

Память QLC X-NAND может быть быстрее классической SLC NAND

В некоторых параметрах QLC X-NAND даже превосходит классическую SLC NAND, обычную служащую скоростным эталоном; особенно впечатляет скорость чтения: до 11 Гбайт/с на страницу проттив 1,6 Гбайт/с у SLC. При этом надёжность также выше: X-NAND за счёт параллелизма может не столь часто «тревожить» ячейки программирующими импульсами, меньше изнашивая их.

Сама технология, конечно, требует изменений в логике работы контроллера, однако физически адаптировать производство обычной NAND под X-NAND, как сообщает NEO Semiconductor, весьма просто: в самой структуре ячеек X-NAND изменений нет, и общий техпроцесс остаётся прежним. Следовательно, любой потенциальный партнёр компании, располагающий производством NAND, может легко опробовать технологию в действии без существенных денежных затрат.

Постоянный URL: http://servernews.ru/1026741
Система Orphus