Hlavní stránka Hardware Disky /CD /DVD /BR Technologie a zajímavosti z oblasti SSD disků
Technologie a zajímavosti z oblasti SSD disků
autor: Tomáš Hort , publikováno 22.11.2011
Technologie a zajímavosti z oblasti SSD disků

Degraduje rychlost SSD disků při běžném domácím použití a změnšuje se jejich rychlost při zaplnění? Co znamenají pojmy ONFI, Secure Erase, MLC, SLC a TLC NAND flash? Jak poznáme výkonné SSD od méně výkonných? I to jsou otázky, na které si odpovíme v první části článku o SSD, a budeme tak vědět opět něco více.


V recenzích SSD disků používám výrazy a informuji o technologiích, které jsou pro danou oblast důležité, ale ne všichni jim bez pomoci vyhledávače rozumí (někdy i s jeho pomocí). U řadičů SSD disků rozebírám jejich funkce podrobně, jsou zde však i obecnější témata a výrazy, na které můžeme při čtení článků narazit a kterým je vhodné rozumět. V dnešním článku vysvětlím základní pojmy a technologie SSD disků a přidám i pár testů, na které v běžné recenzi nenarazíte.

Na začátek ještě doporučím zajímavý článek o vývoji SSD (kapitola první) a několik dobrých tipů pro správné využití SSD (kapitola šestá). V dnešním článku si uvedeme spíše věcné postřehy a informace, které jsou důležité pro výběr aktuálních SSD s rozhraním SATA 6Gbps.

Rozbor SSD disku

Většina z nás ví, že SSD disk se skládá z obalu / boxu (plastového, kovového či hliníkového) a ze základní desky uvnitř. Na ní najdeme NAND flash paměti, řadič SSD, v některých případech vyrovnávací paměťový cache čip (ne u SSD s řadiči SandForce, kde je integrován) a na konci napajecí / datový SATA konektor. Podívejme se na tento základ na obrázku:

Technologie a zajímavosti z oblasti SSD disků

Paměťové čipy bývají nejčastěji i na druhé straně základní desky a stejně jako na té první v počtu osmi čipů. Na jedné straně jsou pouze v případě datově menších modelů, kupříkladu 30 nebo 60 GB. Důležité je, že cena SSD disku nejvíce záleží právě na ceně paměťových NAND flash čipů. Aktuálně nejpoužívanějšími typy jsou MLC NAND flash vyráběné 25nm technologií, která ceny celých SSD disků hodně snížila oproti době, kdy se do SSD dávaly NAND flash paměti vyráběné 34nm nebo ještě větší technologií. Ve velkém očekávání jsou ale TLC NAND flash, které se podle původních informací měly objevit na modelu OCZ Octane, ovšem v jeho první verzi to ještě nebude.

ONFI – základní rozhraní nejen pro SSD

Někdo by si mohl myslet, že po rozboru SSD disku je vše jasné a nic víc potřeba není. Na základní desku nasekáme NAND flash čipy, ty připojíme k řadiči, který posílá data do SATA konektoru a opačně. Jako základ dobré, hodně obecně to tak opravdu funguje. Ale je tu jeden problém. Výrobců NAND flash pamětí je hodně. Jak tedy uděláme, aby paměti od většiny výrobců pasovali do většiny zařízení? V dnešní době totiž nejsou NAND flash paměti jen v SSD discích, ale ve většině spotřební elektroniky.

Odběratelům (výrobcům koncových zařízení) záleží na nábídce výrobců NAND flash čipů. Jejich ceny mohou být rozdílné, stejně jako použité technologie. Jako výrobce pro své zařízení nakoupím NAND flash paměti a implementuji je do svého výrobku na míru. Jenže po první výrobené sérii mého na trhu úspěšného produktu zjistím, že konkurence mého prvního dodavatele (tedy výrobce pamětí) nabízí NAND flash paměti za mnohem lepší cenu díky pokročilé výrobní technologii. Abych ušetřil, nakoupím levnější čipy. Jenže kvůli tomu musím předělat rozhraní, které pro tento nový / starší / lepší typ NAND flash pamětí nebylo navrženo.

Technologie a zajímavosti z oblasti SSD disků
Jedním z velkých výrobců NAND flash pamětí je i Toshiba

Každý koncový výrobce produktu by si tak musel navrhovat vlastní rozhraní pro dané paměťové moduly, které nakoupil. Trh by tím byl poměrně úzce orámován, protože bych odebíral raději za vyšší cenu od svého prvního dodavatele, než koupil levnější paměti od jiného a musel kvůli nim financovat předělání návrhu rozhraní, nejčastěji firmware či software ve svém výrobku. A právě proto vzniklo ONFI.

ONFI je zkratka pro Open NAND Flash Interface, tedy otevřené rozhraní NAND flash pamětí. Jedná se o pracovní skupinu tvořenou nyní více než 100 firmami, které se zabývají výrobou, designem či použitím NAND flash pamětí. Úkolem skupiny je zjednodušení integrace NAND flash do koncových produktů spotřební elektroniky, výpočetní techniky a dalších výrobků, které využijí ukládání dat na paměťové čipy. Specifikují rozhraní NAND flash pamětí, které je standardem pro všechny zúčastněné.

Technologie a zajímavosti z oblasti SSD disků

Předchozí odstavec je obecným překladem z oficiálních stránek združení výrobců ONFI. Za vznikem ONFI stojí hlavně společnosti Intel a Micron, ve sdružení jsou i velikáni jako Hynix, Sony, Sandisk, Marvell, AMD, Seagate, Foxconn, SandForce a další. Celý seznam je zde.

Zajímavou skutečností je, že zde nenajdeme společnosti Samsung ani Toshiba. Ty totiž podporují své standardizované rozhraní Toogle, které najdeme například v SSD OCZ Vertex 3 Max IOPS nebo Patriot Wildfire (oba modely používají 32nm Toogle-Mode NAND flash Toshiba). Více si o Toogle rozhraní povíme někdy příště, dnes zůstaneme u více používaného ONFI.

Celkově jde tedy o rozhraní v elektronických zařízeních používajících NAND flash paměti, které je standardizováno tak, aby podporovalo většinu NAND flash pamětí od různých výrobců s různým výrobní procesem či specifikací. V našem konkrétním případě se jedná o rozhraní, které používají také SSD disky.

Stejně jako každá technologie se i ONFI vylepšuje a v březnu tohoto roku byly představeny specifikace zatím poslední revize ONFI 3.0. Před ONFI 3.0 jsou revize 2.3a, 2.2, 2.1, 2.0 a 1.0 – informace o jednotlivých typech jsou zde

Technologie a zajímavosti z oblasti SSD disků

Jak na stránkách nebo na výstřižku vidíme, verze ONFI 1.0 má hlavní funkce pro NAND flash paměti „rychlejší integraci na hostitelské platformy“ a „možnost osadit nové NAND čipy na již existující řešení bez nutnosti modifikace softwaru či firmwaru“. To jen pro shrnutí o několik odstavců výše zmíněné funkce standardu ONFI. Jak vidíte na webu ONFI, další revize přidávají některé další funkce a také, což je asi nejdůležitější, zvyšují prostupnost v oblasti rychlosti přenosu dat. ONFI 1.0 je limitováno 50 MB/s, ale ONFI 2.0 už zvládá 133 MB/s. ONFI 3.0 už umí až 400 MB/s a jeho specifikace myslí spíše na budoucnost hlavně v oblasti stále většího využití NAND flash pamětí. Je zde například podpora EZ NAND, což jsou NAND flash a integrovanou ECC korekcí chyb.

Technologie a zajímavosti z oblasti SSD disků

A víte, jaké revize a proč používají nejnovější SSD disky? Odpověď je možná překvapivá – levnější modely typu OCZ Agility 3 či Corsair Force Series 3 používají nejstarší ONFI 1.0, dražší modely (OCZ Vertex 3 či Kingston HyperX) mají ONFI 2.0. Je to i z důvodu použitých pamětí, na což se podíváme dále.



 
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
84 čtenářů navrhlo autorovi prémii: 39.6Kč Prémie tohoto článku jsou již uzavřené, děkujeme za váš zájem.
Tento web používá k poskytování služeb soubory cookie.