Kingston выходит на тропу 3D NAND

Появление на рынке массовых устройств, основанных на данной технологии, означает, что в области накопителей наступает новая эпоха.

Начнем с небольшого ликбеза, который поможет прояснить отличия между технологиями, скрывающимися под аббревиатурами SLC, MLC или TLC. На первый взгляд, ответ довольно прост, ведь эти технологии означают, сколько бит информации хранится в каждой ячейке. Например, в одноуровневых ячейках, коими являются SLC (Single Level Cell) хранится лишь один бит информации. В ячейках MLC (Multi Level Cell) — два бита. Наконец, в ячейках TLC (Triple Level Cell) — три бита. То есть, если мы говорим о высшей степени эволюции в развитии технологий хранения информации в твердотельной памяти, то TLC — это и есть таковая на сегодня — трехбитная MLC. Разумеется, возникает резонный вопрос, а какая выгода от хранения 3 бит в одной ячейке? Плотность хранения — именно таким будет ответ. Получается, что в TLC в одной ячейке можно хранить в 3 раза больше информации, чем в SLC, и на 50% больше, чем в MLC. Почему это так важно? Потому, что в отличие от вымирающего вида — HDD, где вопрос емкости решается и решался очень просто — большей площадью используемых пластин, в SSD это почти линейный процесс. И еще это означает, что себестоимость таких дисков также почти линейна, так как главный ценообразующий фактор SSD — это стоимость флеш-памяти. И здесь единственный вариант — нарушить эту последовательность в пользу снижения себестоимости накопителей с помощью новых технологий. Что мы и наблюдаем в TLC.

Но есть и некоторые особенности.

Первый — сложность. Эксперты говорят, что в отличие от SLC, где существует 21 состояние ячейки, у ячеек TLC состояний уже 23. В сухом остатке это означает возросшую сложность систем, что, в свою очередь, означает также возросшую сложность программирования таких систем. И еще это означает, что в SSD, основанных на TLC, велика вероятность сбоев. В отличие от SLC-подхода. Конечно, со времен первых опытов с TLC воды утекло много и ситуация существенно изменилась в лучшую сторону, ведь производители постоянно дорабатывают свои контроллеры, улучшая обработку сигналов и коррекцию ошибок. И это компенсирует меньший срок службы ячеек TLC. Сегодня системы с TLC способны работать под экстремальной нагрузкой до 10 лет. То есть, фактически мы видим, что эти подходы нивелировали слабые места, характерные TLC, доведя ресурс систем до очень высоких показателей. Полагаю, что даже некоторым SLC-системам такое и не снилось.

Второе — уменьшение габаритов систем. Ранее увеличение емкости систем (например, в SLC) означало исключительно движение в сторону увеличения физической площади чипов. И для того, чтобы выбраться из этой патовой ситуации, требовался иной подход. И он был найден в виде 3D-метода, когда блоки надстраиваются друг на друга. Получается если утрировано этакая цилиндрическая конструкция. Именно благодаря этой технологии у стандартов M.2 и mSATA появились новые возможности. Если мы уже говорим про Kingston, то в арсенале устройств, которые компания предложила рынку и заказчикам, такие SSD уже имеются (помимо полноразмерного 2,5-дюймового SSD). Они имеют интерфейс SATA 3.0 (теоретическая пропускная способность 6 Гбит/с), а максимальная емкость их ограничивается 960 Гб. Помимо этой емкости, в линейке присутствуют также устройства емкостью 120 Гб, 240 Гб, 480 Гб. Это справедливо для всех представителей линейки, за исключением mSATA — здесь максимальный объем ограничен 480 Гб. В редакции устройства, которые имеют объем 240 Гб.

Наконец, трехмерный подход означает, что теперь производители могут откатиться в предыдущие технологии, так как техпроцесс 15/16-нм — уже очень рядом с технологическим пределом для ячеек энергонезависимой памяти с плавающим затвором (дальше — непреодолимые ограничения для текущего уровня развития технологий). И это, в свою очередь, означает более дешевые накопители.

Все вышесказанное означает, что эволюция твердотельных накопителей в среднесрочной перспективе будет направлена исключительно в сторону трехмерного подхода.

Но вернемся к Kingston. И SUV500M8, и SUV500MS, и UV500 базируются на контроллере Marvell 88SS1074. Решение проверенное, в его основе лежит 400-мегагерцевый двухъядерный процессор с архитектурой ARMv5, поддерживается до 4-х каналов, по которым он может работать с массивами флеш-памяти. Решение, скажем так — бюджетное. Но, повторюсь, проверенное. До UV500 контроллер хорошо зарекомендовал себя в предыдущих моделях SSD Kingston.

И еще одна интересная деталь. Твердотельные накопители семейства UV500 поддерживают 256-битное аппаратное шифрование AES и решение по управлению безопасностью TCG Opal 2.0. По сути, UV500 — это «самошифруемый» диск, и получить несанкционированный доступ к данным, которые хранятся на нем, практически невозможно.

Скоростные параметры линейки

Начнем с того, что производитель снабжает устройства линейки пятилетней гарантией, а время наработки на отказ составляет до 1 млн часов. Если перевести это в «трудодни», то получается, что они в режиме 24/7 способны проработать почти 13,5 лет.

Максимальная скорость чтения для всех представителей линейки составляет 520 Мб/с. То есть, это уже где-то рядом с реальной пропускной способностью SATA 3.0. Максимальная скорость записи для младшей модели (120 Гб) составляет 320 Мб/с, для всех остальных — 500 Мб/с. Производительность при случайном чтении блоками размером 4 КБ (IOPS — операций в секунду) составляет 79000, а производительность при случайной записи блоками размером 4 КБ (IOPS) — 18000-25000-35000-45000 в зависимости от емкости диска (больше емкость диска — больше значение).

Нет смысла углубляться в дальнейшее препарирование представителей линейки. Они вполне стандартные. Да и главный посыл здесь вовсе не производительность, а цена. В Казахстане приобрести устройства можно здесь.

Резюме

Повторим: появление на рынке устройств, основанных на TLC NAND, например, SUV500M8, SUV500MS и UV500 означает, что в отрасли произошел «фазовый» сдвиг. Сдвиг в сторону недорогих и более емких накопителей. Причем, в случае с Kingston, этот фазовый сдвиг произошел по всем фронтам — от стандартного форм-фактора 2,5-дюйма до M.2 и mSATA, где сфера применения — это премиум-устройства и корпоративные решения, и где вопрос цены для конечных устройств сейчас стоит очень остро. То есть, очевидно, что все, что связано в области накопителей с аббревиатурой TLC NAND — это тема очень горячая со всеми вытекающими для производителей приятными последствиями. И для Kingston, как для лидера рынка — тоже.