iPon Hírek

Új SSD vezérlő az LSI-SandForce műhelyéből

Dátum | 2013. 11. 19.
Szerző | J.o.k.e.r
Csoport | ADATTÁROLÁS

A SandForce neve már jó ideje elismert az SSD meghajtók piacán, ugyanis a vállalat már letett pár figyelemreméltó dolgot az asztalra. Talán éppen ezért került a cég az LSI célkeresztjébe, ami fel is vásárolta, így manapság a cégnév tekintetében a SandForce helyett az LSI-SandForce elnevezés a helytálló. A vállalat SF-2000-es sorozatú SSD vezérlői elég régóta jelen vannak a piacon: a következő év februárjában lesz pontosan három éve annak, hogy bemutatkoztak. Eljött hát az ideje annak, hogy átvegye a terepet egy új, modernebb SSD vezérlő sorozat. Ezt az LSI-SandForce illetékesei is így látják, így elkészítették az SF3700-as vezérlőcsaládot, amelynek négy tagja lesz. Az új vezérlőcsalád különlegessége, hogy az alapokat nyújtó lapka nem csak SATA, de PCIe vezérlőt is tartalmaz, így többféle termékben is hatékonyan alkalmazható lesz. Emellett persze széleskörű NAND Flash támogatásra és ütőképes technológiákra is számíthatunk, szóval igazán vonzó SSD vezérlő sorozattal lesz dolgunk. Az SF3700-as vezérlőcsalád alapjául szolgáló lapka alaposan átdolgozva érkezik, felépítése pedig modulárisnak tekinthető. A 40 nm-es csíkszélességgel készülő vezérlő jól elkülöníthető részekből áll, ahogy az a lenti diagramból is kiderül. Front end A front end részen a két csatolófelület-vezérlőt látjuk: az egyik SATA 6 Gbps-os támogatást kínál, a másik pedig négy darab PCI Express 2.0-s sávval gazdálkodik. A gyártók igény szerint bármelyik csatolófelületet választhatják, de az M.2 referenciadizájn esetében még egy kapcsoló is rendelkezésre áll majd, amellyel egyszerűen lehet váltani a kétféle csatolófelület között.

Mind PCIe, mind pedig SATA csatolófelületen elérhető lesz az AHCI támogatás annak érdekében, hogy a régebbi szoftverekkel való együttműködés zökkenőmentes legyen. A PCIe csatolófelület esetében még NVM Express támogatás is érkezik, ami egy speciálisan SSD meghajtókhoz optimalizált, jobb teljesítményt biztosító eljárás. A leírásban sajnos nem esik szó SATA Express támogatásról. Utóbbihoz egyébként két darab PCI Express 3.0-s PCIe sáv alkalmazására van szükség, ami adatátviteli sebesség tekintetében azonos szinten helyezkedik el az SF3700-as vezérlő négy darab PCIe 2.0-s sávjával. A SATA Express támogatás kérdésköre tehát még tisztázásra vár, így foglalkozzunk inkább az ismert részletekkel. Központi rész Az SF3700-as SSD vezérlő központi részén számos érdekesség lapul. Itt kapott helyet a DuraWrite eljárást biztosító vezérlőrész, amely abban segédkezik, hogy a NAND Flash memóriachipek írási/törlési ciklusait minél hatékonyabban használja fel a rendszer. A DuraWrite eljárás adattömörítést alkalmazva spórol a tárhellyel – legújabb változata minden eddiginél hatékonyabban működik és jobb tömörítési képességgel rendelkezik. A vezérlő blokkválasztó és hulladékgyűjtő algoritmusai fejlődtek és a fedélzeten egy helyett immár két darab 256-bites AES adattitkosítást végző motor lapul. Az új vezérlő összesen 14 "magot" használ, amelyek mindannyian egy-egy funkcióhoz vannak hozzárendelve. Az új SSD vezérlő tápszigetein helyet foglaló komponensek egymástól függetlenül, akár teljes egészükben is áramtalaníthatóak, ami mobil konfigurációk esetében jótékonyan hat az akkumulátoros üzemidő alakulására. Ez a funkció persze le is tiltható – letiltásra leginkább az üzleti szegmensbe szánt termékeknél kerülhet sor, ahol folyamatosan garantálni kell a lehető legkisebb válaszidőt. Az LSI egyébként büszke arra, hogy az SF3700 hosszabb idejű terhelés alkalmával is képes alacsony elérési idők biztosítására. Az új chip magasabb órajelet alkalmaz, mint a jelenleg forgalomban lévő megoldások, ám az órajelek pontos értékéről egyelőre nem érkezett hír. Back end A vezérlő back end részén a NAND Flash memóriachipekhez kapcsolódó adatsínek találhatóak. Ezt a részleget természetesen ugyancsak alaposan átdolgozták annak érdekében, hogy a teljesítmény még jobb lehessen. Az SF-2000-es sorozat tagjai nyolc párhuzamos NAND csatornát kínáltak, amelyekről két alvezérlő gondoskodott. Az SF3700 esetében ehhez képest komoly újítás, hogy most már mind a nyolc NAND csatornához külön alvezérlő jár, sőt, rendelkezésre áll még egy kilencedik csatorna is. Ez utóbbi természetesen szintén saját alvezérlőt kapott és legfőbb szerepe az, hogy kompromisszumok nélkül kínálhassanak a gyártók a kettes számrendszerhez jobban passzoló adattároló kapacitásokat – például 240 GB helyett 256 GB-ot (mert a létrejövő többlet lehet pl. overprovisioning terület).

Az új vezérlő a felsoroltak mellett a RAISE adatvédelmi technológiát is alkalmazza, ami a NAND Flash meghibásodásokból eredő adatvesztés elkerülésében segít. Ennek a szolgáltatásnak két lépcsője van. Az egyik a RAISE 1, amely egyetlen blokk vagy lap sérülése esetén lép akcióba – ez csak egyetlen lapka adattároló kapacitását veszi igénybe. A második a RAISE 2, ami már több blokk és lap hibáját is javíthatja, viszont ehhez a funkcióhoz már két lapka adattároló kapacitását kell beáldozni. Amennyiben a RAISE 2 lapkahibát érzékel, a meghajtó RAISE 1 módra válthat, de opcionálisan az over-provisioning terület terhére akár továbbra is megmaradhat a RAISE 2 funkció. Utóbbi esetben az over-provisioning terület egy részét felhasználja a rendszer a redundáns adatok tárolására, ami a terület csökkenése miatt némi teljesítménycsökkenéshez is vezethet. A RAISE eljárás a vezérlő utolsó védelmi vonalának tekinthető a NAND Flash hibákkal folytatott csatában. A back end részleg emellett egyéb érdekességet is tartogat, ami nem más, mint az adaptív ECC algoritmus. Az alkalmazkodó ECC eljárás a NAND Flash chipek öregedésével egyre több bitet használ fel a hibajavító funkció biztosításához. A friss, ropogós, alig használt NAND Flash memóriachipek esetében kevés ECC kapacitás használatára van szükség, így az extra terület itt az az over-provisioning terület növelésére használható, ami felhasználható teljesítménynövelésre. A fejlett hibajavító módszerekre a NAND Flash memóriachipek csíkszélességének fejlődésével kétségkívül egyre nagyobb szükség van, hiszen a csíkszélesség csökkenésével a strapabíróság is csökken, így egyre nagyobb szerephez jutnak a különböző "trükkök". Jó hír, hogy az LSI új vezérlője több 20 nm alatti gyártástechnológia-szintet is támogat majd. A vezérlő természetesen képes lesz az SLC, MLC és TLC NAND Flash memóriachipek kezelésére, és az ONFI, illetve Toggle DDR szabványokat is támogatni fogja. Változatok és referencia dizájnok Maga az SF3700-as lapka többféle kivitelben érkezik, ezek természetesen funkciók tekintetében különböznek majd egymástól. A felsőkategóriás megoldások piacát az SF3729 és az SF3739 veszi célba: előbbi SATA és PCIe x2 támogatással, utóbbi pedig letiltott SATA vezérlővel, cserébe viszont PCIe x4-es támogatással érkezik. A belépőszintű megoldások piacán az SF3719 próbál szerencsét, míg az üzleti adattárolók szegmensét az SF3759 veszi célba, amely skálázható PCIe csatolófelülettel száll harcba.

A négy különböző SSD vezérlő mellé három referencia dizájn is jár. Ezek között M.2 és 2,5"-os formátumú megoldások egyaránt jelen lesznek, amelyek SATA és PCIe x2 támogatást egyaránt kínálnak. Rajtuk kívül egy félmagas, félhosszú PCIe bővítőkártya formájú SSD dizájn is készül, ami kettő vagy négy PCIe sávra támaszkodhat. Az LSI állítása szerint PCIe alapú felhasználás esetén az új vezérlő akár 1,8 GB/s-os olvasási és írási tempót is biztosíthat. Véletlenszerű 4K-s olvasási feladat alkalmával másodpercenként 150 000, véletlenszerű 4K-s írási feladat alkalmával pedig másodpercenként akár 81 000 művelet elvégzésére is képes lesz a rendszer. Ezek az értékek 100%-osan tömöríthetetlen adatokkal történő műveletek esetén érvényesek, vagyis a jól tömöríthető adatok feldolgozása ennél is gyorsabb lesz. SATA csatolófelület esetén ugyanebben a helyzetben 550 MB/s-os folyamatos olvasási és 502 MB/s-os folyamatos írási tempóra számíthatunk. 4K-s véletlenszerű olvasási feladat alkalmával 94 000, 4K-s véletlenszerű írási feladat alkalmával pedig 46 000 I/O művelettel birkózhat meg a rendszer egyetlen másodperc leforgása alatt. Megjelenés Az SF3700-as család tagjai a következő év első felében tűnhetnek fel a kereskedelmi forgalomba szánt SSD meghajtókban. Az LSI az újdonságok első mintapéldányait már szállítja partnereinek.
Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!