Trendit & tekniikat – valinta
Täältä löydät uusimmat ja upeimmat tuotteet
Tietokoneala on jatkuvassa muutostilassa samoin kuin sen perustana oleva tallennusalakin. Paras paikka tallennusalan viimeisimpien trendien ja kehitysvaiheiden seuraamiseen on Toshiba Storage Products Divisionin Trendit & tekniikat -sivu. Tutustu uusimpiin kiintolevyasemateknisiin tietoihin ja pysyt aina ajan tasalla. Muista käydä täällä säännöllisesti, sillä se on paras tapa saada tietoa markkinajohtajan, Toshiban, laadukkaista tallennustuotteista.
Toshiba – kosketuksissa huomiseen.
- Kiintolevyasematekniikat
-
Advanced Format (AF)
Uusimmat käyttöjärjestelmät on suunniteltu toimimaan tehokkaasti 512 tavua emuloivien (512e) Advanced Format (AF) -kiintolevyasemien kanssa. Kun AF 512e -kiintolevyasemat on konfiguroitu oikein isäntätiedostojärjestelmän kanssa, ne voivat tarjota erinomaisen suorituskyvyn verrattuna aiempiin kiintolevymalleihin, joissa on 512 tavua sektoria kohti. Tietokonesovelluksissa isäntätiedostojärjestelmä määräytyy ensisijassa tietokoneeseen asennetun käyttöjärjestelmän perusteella.
Erillisraitatallennus (Discrete track recording, DTR)Toshiba esitteli DTR (Discrete Track Recording) -tekniikan syyskuussa 2007.
DTR on uusi läpimurron tekevä tallennustekniikka, joka kasvattaa PMR-kiintolevyasemissa käytettyjen tallennusvälineiden kapasiteettia jopa 50 prosenttia. Näin ollen se nostaa pienen muotokertoimen kiintolevyasemat, kuten 1,8 ja 2,5 tuuman asemat, uudelle kapasiteettitasolle.
Pienen muotokertoimen kiintolevyasemia käytetään nykyisin kannettavissa tietokoneissa, erilaisissa kannettavissa multimediasoittimissa, digitaalivideokameroissa ja autojen navigointijärjestelmissä. Markkinoilla on voimakasta kysyntää suuremmille datakapasiteeteille.Kuten nimi kertoo, DTR-tekniikka erottelee rinnakkaiset dataraidat kiintolevyaseman levyillä tekemällä niiden väliin aukkoja tai "uria". Tämä erottelu vähentää signaalin häiriöitä vierekkäisten dataraitojen välillä, mikä johtaa parempaan signaalin laatuun ja raitojen välin lyhentämiseen. Raidat voivat olla kapeampia, jolloin niitä mahtuu levylle enemmän. Tämä mahdollistaa jopa 516 megabitin/mm2 (333 gigabittiä/neliötuuma) tallennustiheyden.
Tekniikkaa käytetään myös servojärjestelmässä, joka on levylle lisättyjä lisätietoja ja olennainen osa luku-/kirjoituspään ohjausjärjestelmää.
DTR-tekniikka perustuu Japanin New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO) -organisaation tutkimukseen.
Toshiba odottaa johtavansa tallennusalan DTR-tekniikkaa käyttävien kiintolevyasemien massatuotantoon. Nykyisenä suunnitelmana on ottaa DTR-asemat massatuotantoon vuoden 2009 aikana.
Fluid Dynamic Bearing (FDB)Toshiban kiintolevyasemissa käytetään perinteisesti kuulalaakeroituja moottoreita. Niissä käytettävät metallikuulat voidellaan ohuella rasvakerroksella. Kuulalaakerien ja niiden vierintäratojen vähäiset epätasaisuudet voivat synnyttää satunnaista värähtelyä, joka voi aiheuttaa ongelmia servojärjestelmälle (lisääntynyt ns. Non-Repeatable Run Out -ilmiö, NRRO). Sen lisäksi kuulalaakerit alkavat kulua jatkuvassa käytössä, etenkin jos asema joutuu kovien iskujen kohteeksi. Kulumisen merkkinä ovat kiintolevyaseman moottorin muuttuminen äänekkäämmäksi ja luku-/kirjoitustoimintojen heikentyminen.
Ratkaisu näihin ongelmiin on käyttää kiintolevyasemissa FDB-moottoreita. FDB-moottoreissa roottorin ja staattorin välissä on voiteluainetta metallisten kuulalaakereiden sijaan.
FDB-moottorin edut:- Vähentää huomattavasti NRRO-häiriöitä ja parantaa servojärjestelmän suorituskykyä. Se mahdollistaa suuremman pintatiheyden.
- Parempi luotettavuus ilman metallisia kuulalaakereita.
- Hiljaisempi ilman metallisia kuulalaakereita.
- Parempi iskunkestävyys, kun laite ei ole toiminnassa.
Putoamisanturi (Free Fall Sensor, FFS)Kannettavat tietokoneet on kehitetty liikkuvuuden parantamiseksi. Pienen muotokertoimen kiintolevyasema, kuten 2,5 ja 1,8 tuuman kiintolevyasema, on eräs sen pääkomponenteista, ja altistuu siksi samoille riskeille kuin itse kannettava tietokonekin, joita ovat iskut, tärinä ja ennen kaikkea putoamisesta syntyvä sysäys.
Eräs kiintolevyaseman haitallisimmista ilmiöistä on ns. head disk interference (HDI), joka tarkoittaa kiintolevyaseman herkimpien osien eli luku-/kirjoituspäiden ja tietolevyjen koskettamista. Se voi aiheuttaa mahdollisia vaurioita päihin, mutta myös kiintolevyasemaan tallennetut arvokkaat tiedot saattavat vaurioitua tai hävitä. HDI syntyy useimmiten iskuista, esim. kannettavan tietokoneen putoamisen vuoksi.
Toshiba Storage Products Division on kehittänyt tehokkaan tekniikan estämään vapaan putoamisen jälkeisestä iskusta aiheutuvia vaurioita. Periaate on yksinkertainen ja tehokas: kun mahdollinen kiihtyvä putoamisliike tunnistetaan, luku-/kirjoituspäät vedetään levyn pinnasta kauemmas ja lukitaan turvalliseen kohtaan. Toisin sanoen kiintolevyaseman iskunkestävyys on huomattavasti parempi.
Tekniikka on tietysti huomattavasti monimutkaisempi. Kolmiakselinen anturi eli niin sanottu lineaarinen MEMS-kiihtyvyysanturi (Micro-Electro-Mechanical Systems) mittaa kiihtyvyyden, joka normaaliolosuhteissa on noin 1 G. Kun kiintolevyasema putoaa, kiihtyvyyden arvoksi muuttuu noin 0 G. Anturi tunnistaa muutosvaiheen 1 G:stä 0 G:hen ja vetää luku-/kirjoituspäät tallennusvälineestä kauemmas estäen siten HDI:n.
Kiihtyvyysanturi on niin nopea, että se tunnistaa jopa vain 10 cm:n pudotuksen, ja siten se suojaa luku- ja kirjoituspäät. Toisin sanoen koko prosessi G-voiman muutoksen mittaamisesta luku-/kirjoituspäiden vetämiseen ja suojaamiseen kestää alle 150 millisekuntia.
Toshiban putoamistekniikalla varustetut kiintolevyasemat ovat ensimmäinen vaihtoehto todellisille kannettaville tallennuslaitteille.
Lämpöavusteinen magneettinen tallennus (Heat Assisted Magnetic Recording, HAMR)HAMR on lyhenne sanoista Heat-Assisted Magnetic Recording (lämpöavusteinen magneettinen tallennus).
Se kuvaa tulevaisuuden kiintolevyasemien tallennustekniikkaa, joka mahdollistaa tallennusvälineelle jopa suuremman pintatiheyden kuin kohtisuora magneettinen tallennus (PMR).
HAMR-tekniikassa data tallennetaan magneettisesti erittäin varmoille erikoistallennusvälineille tietyn pisteen mukaan, jota on ensin lämmitetty laserilla. Kun tallennusvälinettä lämmitetään, sille on helpompi kirjoittaa, ja nopea jäähdytys vakauttaa kirjoitetun datan.
Näille levyille voi tallentaa yksittäisiä bittejä paljon pienemmälle alueelle ilman, että rajoituksena on "superparamagneettinen vaikutus". Kyseessä on sama vaikutus, joka rajoittaa perinteisissä, LMR-tekniikkaa hyödyntävissä kiintolevyasemissa käytettyjen kiekkojen pintatiheyttä.
Tekniikassa on tärkeää, että levyt pitää lämmittää, jotta magneettisuuntauksen muutokset tulevat voimaan.HAMR-tekniikkaa ei oteta käyttöön yleisissä kiintolevyasematuotteissa ennen vuotta 2010, ja 50 terabitin/neliötuuma tiheydet voivat olla mahdollisia aikaisintaan vuonna 2020. Siirtyminen PMR-tekniikasta HAMR-tekniikkaan saattaa alkaa vuonna 2010.
Holografinen datatallennusVuonna 1995 aloitettiin yliopisto-, hallitus- ja yhtiötasolla yhteinen 32 miljoonan dollarin tutkimusprojekti, jonka tarkoituksena oli kehittää "holografinen tallennusjärjestelmä, joka voi tallentaa yli 12 kertaa niin paljon dataa kuin tämän päivän suurimmat magneettiset kiintolevyasemat sekä lukea ja kirjoittaa dataa yli 10 kertaa nopeammin kuin nykypäivänä on mahdollista."Maailmanlaajuisesti on käynnissä useita tutkimusprojekteja holografisen tallennuksen piirissä. Tutustumme nyt tarkemmin holografiseen HDDS-tallennusjärjestelmään, jolla on saatu aikaan merkittäviä tuloksia.Mikä on hologrammi?Yksinkertainen vertaus: fotografisen tiedon tallentamisessa (=valokuvien ottamisessa) on tavoitteena tallentaa valon intensiteetti. Tämä saadaan aikaan altistamalla valoherkkä materiaali valolle. Tieto saadaan myöhemmin näkyviin valaisemalla kehitetty filmi.Holografiassa tavoitteena on tallentaa valon intensiteetti ja suunta.Hologrammin luomiseen tarvitaan kolme asiaa:- tallennusmateriaali (yleensä valoherkkä kide)
- referenssisäde
- signaalisäde.
PerusteetEnsin signaalisäde ohjataan tallennusmateriaalin kautta. Seuraavaksi referenssisäde aktivoidaan siten, että se kohtaa signaalisäteen. Tuloksena on materiaaliin syntyviä interferenssikuvioita. Materiaali "reagoi" interferenssikuvioon ja näin ollen "tallentaa" sen.Tallennettua tietoa voidaan tarkastella lähettämällä täsmälleen sama referenssisäde jälleen materiaalin kautta. Nyt tämä referenssisäde interferoi tallennetun kuvion kanssa, ja nämä kaksi muodostavat yhdessä jälleen signaalisäteen.Lyhyesti sanottuna: mitä tahansa tallennusvälineessä olevaa hologrammia voidaan tarkastella vain heijastamalla täsmälleen sama referenssisäde (amplitudi ja suunta) tallennusvälineen kautta.Tämän kehityksen todellista laajuutta auttaa ymmärtämään se, että muuttamalla vähitellen referenssisäteen kulmaa samaan materiaaliin voidaan kirjoittaa aivan uusi hologrammi käyttäen jopa samaa tilaa. Tätä ilmiötä kutsutaan lomittamiseksi.Yksi suurimmista haasteista on holografisten materiaalien (niin kutsuttujen ei-lineaaristen fotorefraktiivisten kiteiden) löytäminen. Ne ovat tällä hetkellä hyvin kalliita ja ominaisuuksiltaan rajallisia.Tulevaisuudessa saavutettaneen jopa teratavun tallennuskapasiteetti käyttämällä asemia/levyjä, jotka vastaavat fyysiseltä kooltaan nykyisiä tallennusvälineitä.Teratavuun mahtuisi satoja elokuvia.Low Insertion Force (LIF)Kiintolevymuistia käyttävien tuotteiden valikoima on laaja, ja se kasvaa jatkuvasti. Yhä useammat kuluttajatuotteet vaativat entistä enemmän tallennuskapasiteettia nykyisten vaatimusten tyydyttämiseksi. Toshiban tallennustekniikan tukemien tuotteiden valikoima tyydyttää nämä vaatimukset. Toshiba julkaisi ensimmäisenä maailmassa LIF-liitännällä (Low Insertion Force) varustetut kiintolevyasemat. Uusi LIF SATA -liitäntä mahdollistaa 10 % pienemmän tuotteen vakiomallisiin Micro SATA -liitäntää käyttäviin 1,8-tuumaisiin asemiin verrattuna. Pienemmän koon liitäntä takaa, että Toshiban tuotteet vastaavat parhaiten niitä vaatimuksia, joita taulutietokoneiden, digitaalisten videokameroiden, mediasoitinten ja muiden pienten kannettavien laitteiden valmistajat asettavat.


ZIFF HDD LIF HDD
Native Command Queuing (NCQ)Nykyisissä uudenaikaisissa tietokonejärjestelmissä tarvitaan ehdottomasti tukea moniajo- ja monikäyttäjäympäristölle. Usein käynnissä on samanaikaisesti monia toimintoja, kuten esimerkiksi elokuvan katselua, musiikin kuuntelua, sähköpostien tarkastamista, Internet-selailua sekä joskus myös yhteisten järjestelmäresurssien jakamista muiden käyttäjien kanssa
Native Command Queuing (NCQ) on tekniikka, joka parantaa SATA-kiintolevyasemien suorituskykyä ja luotettavuutta tietyissä kuormitusolosuhteissa. Sen avulla kiintolevyasema voi älykkäästi optimoida vastaanotettujen luku- ja kirjoituskomentojen suoritusjärjestyksen. Se tehostaa kiintolevyaseman komentojen käsittelyä ja vähentää siten mekaanista kuormitusta sekä parantaa aseman kokonaissuorituskykyä. Ilman NCQ-tekniikkaa kiintolevyasema käsittelee kunkin luku- ja kirjoituskomennon saapumisjärjestyksessä, mikä heikentää tehokkuutta ja suorituskykyä.
NCQ-tekniikan pääedut:
- sopii ihanteellisesti moniajo- ja monikäyttäjäympäristöihin
- toimii kaikissa järjestelmissä, joissa isäntäohjaimet tukevat SATA NCQ -ominaisuutta, kuten pöytätietokoneissa, työasemissa, digitaalisen mediasisällön palvelimissa, peruspalvelimissa sekä tehotietokoneissa ja kannettavissa tietokoneissa
- täydellinen yhteensopivuus aiempien NCQ-tekniikkaa tukemattomien järjestelmien kanssa
- sallii tallennusvälineen komentojen uudelleenjärjestyksen ja parantaa siten tiedonsiirron tehokkuutta
- nopeuttaa kiintolevyasemien hakuaikaa ja sallii SSD-asemien käyttää tallennettua komentojonoa suorituskyvyn parantamiseksi.
NCQ-tekniikkaa käytetään usein parantamaan tehopalvelimien ja -työasemien suorituskykyä. Sen avulla voidaan myös optimoida tietokoneen suorituskyky esimerkiksi tiedostojen kopioinnissa ja järjestelmän käynnistämisessä.
Kohtisuora magneettinen tallennus (Perpendicular Magnetic Recording, PMR)Perinteisissä kiintolevyasemissa käytetään vaakasuuntaista magneettista tallennusta (LMR), ja ne tallentavat dataa magneettilevylle mikroskooppisina magneettibitteinä, jotka on järjestetty vaakasuunnassa. Vaikka magneettisten pinnoitteiden kehittyminen parantaa datan tallennustiheyksiä kiintolevyasemissa, magneettibitit torjuvat toisiaan vaakasuuntaisesta järjestyksestä johtuen.
Kun levylle ahdetaan enemmän bittejä, tullaan lopulta pisteeseen, jossa täyteen ahtaminen heikentää bittien laatua, koska ne alkavat vaikuttaa toisiinsa (magneettinen kytkentä). Pahimmassa tapauksessa ne alkavat vaurioitua: bitit, joita tämä koskee, menettävät suuntauksen ja tiedot kadotetaan. Tätä kutsutaan superparamagneettiseksi vaikutukseksi. Ongelma aiheutti nopeasti saavutettavat rajat tallennuskapasiteetille.
Ratkaisu ongelmaan on kohtisuora magneettinen tallennus (PMR), jossa magneettibittejä ei järjestetä vaaka- vaan pystysuunnassa. Kun magneettibitit asetetaan pystyyn kohtisuoraan, kohtisuora tallennus vahvistaa magneettista kytkentää vierekkäisten bittien välillä. Näin saavutetaan vakaat suuremmat tallennustiheydet ja parempi tallennuskapasiteetti. PMR-tekniikalla kiintolevyasemien kapasiteettia voidaan kasvattaa jopa 10-kertaiseksi. Lisäksi suuremman datatiheyden ansiosta datan siirtonopeus kasvaa myös verrattuna LMR-tekniikkaa käyttäviin kiintolevyasemiin.
Yksi teknisistä haasteista PMR-tekniikkaa kehitettäessä oli se tosiasia, että PMR-tallennusvälineen fyysiset ominaisuudet vaativat paljon pienemmän välin luku-/kirjoituspään ja median välillä voidakseen lukea ja kirjoittaa dataa.
Japanilaisen Tohoku Institute of Technology -instituutin professori Shun'ichi Iwasaki määritteli vuonna 1976, että on mahdollista kasvattaa datamedian pintatiheyttä järjestämällä magneettiset bitit pyörimissuuntaan nähden pystysuunnassa vaakasuunnan sijaan.
Pyörimisvärähtelyanturi (Rotational Vibration Sensor, RVS)Toshiba on kehittänyt pyörimisvärähtelyä vaimentavan tekniikan neutraloimaan järjestelmän värinän vaikutusta Toshiban kiintolevyasemiin.
Pyörimisvärähtelyanturien (RVS) avulla Toshiban kiintolevyasemat toimivat tehokkaammin suurelle pyörimisvärähtelylle altistuvissa ympäristöissä, kuten palvelimissa tai tallennusjärjestelmissä. Kun kiintolevyasema altistuu pyörimisvärähtelylle, sen suorituskyky voi heikentyä. Kun useita asemia on lähekkäin esimerkiksi tallennusjärjestelmässä, kukin asema värähtelee luku-/kirjoituspään vaihtaessa paikkaansa pyörivällä tallennusvälineellä. Joskus näiden asematoimintojen yhteisvaikutus voi tuottaa huomattavasti voimakkaampaa värähtelyä. Koska kiintolevyasemien toiminnot vaikuttavat koko järjestelmään, kunkin aseman toiminta voi häiriytyä progressiivisesti ja siten aiheuttaa huomattavan pudotuksen tiedonsiirtonopeuteen. Herkkyys kyseisille värähtelyille lisääntyy sitä mukaa, kun aseman tallennustiheys kasvaa, jolloin joskus vähäisemmätkin värähtelyt voivat heilauttaa luku-/kirjoituspäät uralta.
Toshiban kiintolevyasemissa käytetty uusi RVS-tekniikka havaitsee ulkoisen pyörimisvärähtelyn ja käyttää takaisinkytkentäjärjestelmää tuottamaan vastaliikkeen kiintolevyaseman luku-/kirjoituspäissä. RVS-tekniikan avulla asema voi kompensoida minkä tahansa asemassa itsessään syntyvän tai aseman ulkopuolelta tulevan pyörimisvärähtelyn (tuulettimet, heikkolaatuiset kotelot jne.) sekä jatkaa lukemista ja kirjoittamista parhaalla mahdollisella suorituskyvyllä.
Itsesalaavat asemat (Self Encryption Drives, SED)Kiintolevyasemalla olevat tiedot ovat usein arvokkaampia kuin itse laite. Yrityksen tiedot ovat kallisarvoista omaisuutta. Tietojen tahaton altistuminen voi tapahtua missä tahansa aina yhden henkilön IT-osastolta valtaviin tietokeskuksiin saakka. Ohjelmistopohjaiset ratkaisut eivät voi tarjota täysin luotettavaa suojaa. Laitteistopohjainen ratkaisu SED on uusi perusta vahvan digitaalisen identiteetin luomiselle ja turvallisuuden nostamiseksi aivan uudelle tasolle.
Toshiban 2,5-tuumaiset itsesalaavat levyasemat (SED-asemat) tarjoavat pitkälle kehitettyä laitteistopohjaista salausta ja tehokasta käytön todennusta. Niiden avulla IT-osastot voivat taata korkean turvallisuustason kustannustehokkaasti keskeyttämättä liiketoimintaa ja heikentämättä sovellusten suorituskykyä. Toshiban SED-mallit on suunniteltu Trusted Computing Group -ryhmittymän Opal SSC -määrityksen mukaan, ja ne hyötyvät toimialan standardinmukaisten TCG-turvaominaisuuksien kattavasta tuesta.
SED-salausprosessit ovat läpinäkyviä sovelluksille ja käyttöjärjestelmille. Toisin kuin keskusyksikön suorituskyvystä ja järjestelmän muistikapasiteetista riippuvainen ohjelmistopohjainen salaus, SED:n laitteistopohjainen salaus toimii kiintolevyasemassa täysillä luku- ja kirjoitusnopeuksilla, joten sovelluksen suorituskyky ei heikkene.Tietojen mitätöintitekniikka – kohti entistä tehokkaampaa tietoturvallisuutta
Kiintolevyaseman ohjainelektroniikkaan sisäänrakennettu laitteistopohjainen salaus tarjoaa suorituskykyä, alhaisemmat kokonaiskustannukset ja turvaedut, joihin ohjelmistopohjainen salaus ei pysty. Toshiban ainutlaatuinen ja tehokas, korkeimman turvaluokan AES-256-salaus on US National Institute of Standards and Technology -laitoksen (NIST) sertifioima Cryptographic Algorithm Validation Program -ohjelman (CAVP) avulla. Kiintolevyaseman sisällä tapahtuvan salausprosessin ansiosta tallennetut tiedot säilyvät suojattuina kaikilta sellaisilta hyökkäyksiltä, joita suunnataan ohjelmapohjaista salausta kohtaan.
Toshiban ainutlaatuinen tietojen mitätöintitekniikka (Data Invalidation Technology) hyötyy salausjärjestelmästä täydellisesti. SED voi tallentaa tietoja "itsepyyhkiytyvälle" alueelle, jolta tiedot pyyhitään välittömästi, kun järjestelmä tai levyasema kytketään pois päältä tai kun levyasema irrotetaan. Pyyhkiminen tapahtuu poistamalla itsepyyhkiytyvän alueen salausavain, jonka isäntäkone generoi aina levyaseman käynnistämisen yhteydessä. Kun levyasema on jälleen päällä, itsepyyhkiytyvää aluetta voi käyttää uuden avaimen kanssa, mutta kaikki aikaisemmat tiedot ja niiden salausavain on poistettu tehokkaasti ja pysyvästi. Itsepyyhkiytymistoiminnon käyttäminen samassa kiintolevyasemassa vakiomallisen salauksen kanssa auttaa erityyppisten tietojen itsenäisessä hallinnassa tyypin ja turvatason mukaan..Tietojen mitätöintitekniikkaa sovelletaan jaettuihin tallennuslaitteisiin ja kertaistuntotietojen tallennukseen. Esimerkiksi monitoimitulostimeen tallennetaan arkaluontoisia tietoja, ja ne täytyy poistaa, kun laite palautetaan leasing-yritykseen, tai ne täytyy suojata, jos monitoimitulostin menee epäkuntoon. Tässä esimerkissä kaikki luottamukselliset tiedot, faksit ja tulostustyöt poistetaan turvallisesti heti ja automaattisesti itsepyyhkiytyvältä alueelta, mutta vähemmän arkaluontoiset tiedot suojataan AES256-salauksella, ja ne pysyvät SED-asemalla.Serial Attached SCSI (SAS)Kaistanleveyttä ja joustavuutta vaaditaan entistä enemmän. Nyt SAS korvaa rinnakkaisen SCSI-liitännän, joka otettiin 1980-luvulla käyttöön tietokeskuksissa ja työasemissa. SAS-liitännällä on useita etuja SCSI-liitäntään verrattuna. Sen kierrosnopeus voi olla yli 10 000 RPM, ja se on luotettavampi. SAS-asemia käytetään yleensä palvelimissa ja huippuluokan työasemissa, kun nopeudella ja I/O-taajuudella on erittäin suuri merkitys. Sen lisäksi SAS-asemissa voidaan käyttää täydellistä virheentunnistusta ja -korjausta luku- ja kirjoitusvaiheiden aikana. Se myös tarjoaa tietosuojaa tiedon siirtymisen aikana, mikä takaa tietojen eheyden luku- ja kirjoitusvaiheissa. Yrityskäyttöön tarkoitetut SAS-asemat sopivat erinomaisesti online- ja tapahtumasovelluksiin ainutlaatuisen suorituskykynsä ja luotettavuutensa ansiosta.
-
- SSD-tekniikat
-
Enterprise Solid State Disks (eSSD)
Tietomäärät näyttävät kasvavan eksponentiaalisesti, joten kyseisten tietojen hallinta sekä nykyisten yrityskäyttöön suunnattujen tietokoneympäristöjen ja -sovellusten asettamat vaatimukset korostavat jatkuvan käytettävyyden, saatavuuden, suorituskyvyn ja luotettavuuden merkitystä. Näiden odotusten lisäksi tallennustekniikan ja SSD-asemia käyttävien tekniikoiden edistysaskeleet tarkoittavat sitä, että NAND flash -muistin laatu on saavuttanut tason, jossa se voi tarjota äärimmäistä luotettavuutta ja tiedonsiirtonopeutta perinteisiin pyöriviin kiintolevyihin verrattuna. SSD asettaa puolijohdemuistin muistiohjaimen ja liitäntäelektroniikan taakse, jolloin flash-muistilaite voi emuloida kiintolevyaseman komennot ja toiminnot.
Toshiban yrityskäyttöön tarkoitetut SSD-asemat (eSSD) ovat alansa huipputekniikkaa yrityskäyttöön tarkoitetun levytallennuksen suhteen. Ne on suunniteltu täydentämään ja tarjoamaan "lisätoiminnallisuutta" potentiaalisesti mihin tahansa sovellusympäristöön (palvelin, DAS, NAS), joka on yrityskäytössä ollut perinteisesti SAS2-liitäntää käyttävien mekaanisten kiintolevyasemien vahvaa osaamisaluetta. Täydellinen äänettömyys, alhainen energiankulutus (vähäisempi jäähdytys alentaa tietokeskusten yleiskustannuksia), erinomainen iskun- ja värähtelynkesto sekä oleellisesti nopeammat haku- ja tiedonsiirtonopeudet vaikuttavat siihen, että eSSD-asemat ovat kohta Tier-0-tason sovellusten ensisijainen vaihtoehto erinomaisen IOPS-arvonsa ja luotettavuutensa ansiosta.Kaksi kolmesta eSSD-asemien käyttöikää pidentävästä ja tietojen luotettavuutta parantavasta päätekniikasta tunnetaan käsitteillä "kulumisen tasaus" (wear levelling) ja "muistin ylivaraus" (over provisioning). Kulumisen tasausta hallitaan flash-ohjausalgoritmeilla, jotka seuraavat ja määrittävät uudelleen tietolohkoja, joita käytetään usein ja jotka ovat saavuttaneet ennalta määritetyn käyttökynnyksen suorituskyvyn ylläpitämiseksi. Muistin ylivaraus on menetelmä, jonka perusteella laitteelle määritettyjen loogisten lohkojen lukumäärä ylittää markkinoidun kapasiteettipisteen. Sillä saavutetaan odotettavissa oleva käyttöikä hyödyntämällä uudelleenmääritystä, jossa käytetään kulumisen tasausta. Kolmas tekniikka on käyttää sekä parannettuja virheenkorjauskoodeja (ECC) että tunnettua SMART-tekniikkaa (Self Monitoring and Reporting Technology), joka seuraa ja kirjaa eSSD-asemien tärkeitä ominaisuuksia, kuten fyysisiä ja ei-fyysisiä virheitä sekä sisäisiä lämpötiloja, ja jonka avulla saadaan hyödyllisiä tietoja SSD-aseman tilasta.Toshiban ensimmäisen sukupolven eSSD käyttää yrityskäyttöön tarkoitettua 32 nanometrin yksitasoista NAND flash -muistia ja 6 Gbps:n SAS-liitäntää.
eSSD-asemien ennustetaan korvaavan perinteisen mekaanisiin levyasemiin perustuvan tekniikan useimmissa suurta suorituskykyä vaativissa sovelluksissa. Se sopii erinomaisesti kriittisiin sovelluksiin, joissa tarvitaan äärimmäistä luotettavuutta, suorituskykyä ja pitkää käyttöikää.
Yksitasoinen solu (Single-Level Cell, SLC)Yritysten SSD-asemissa (eSSD) käytettävä yksitasoinen solu (SLC) on muistielementti, jolle voidaan tallentaa tietoja yksittäisiin muistisoluihin.
SLC hakee tietoja eSSD-asemalta ja kirjoittaa tietoja asemalle käyttämällä 1 bitin ohjauslogiikkaa, joka on "yksinkertaisempaa" verrattuna monitasoisen solun (MLC) käyttämään 2 bittiin. Sen etuna on alhaisempi energiankulutus. Sen lisäksi SLC-sirut kestävät 100 000 ohjelmatoimintosykliä, joka on 10 kertaa enemmän kuin MLC-soluissa. Erittäin suuren siirtonopeutensa ja erinomaisen luotettavuutensa ansiosta SLC-muistia käytetään tehokkaissa SSD-asemissa.
KestävyysKestävyydellä tarkoitetaan sitä ohjelma-/poistosyklien enimmäismäärää, jonka solun on suunniteltu saavuttavan ennen käyttöikänsä loppua sekä tietojen säilytettävyyden ja luotettavuuden menetystä aiheuttavaa solurakenteen hajoamista.
Tietojen säilyttäminenAjanjakso, jona solun tallennettujen tietojen odotetaan pysyvän palautettavissa ja eheinä tallennusvälineen käyttöiän ajan. Solurakenne heikkenee, kun se lähestyy enimmäiskestävyyttä tai toisin sanoen mitä lähemmäs solun ohjelma-/poistolukema pääsee kokonaiskäyttöiän ennustetta kuvaavaa arvoa. Kun tarkastellaan tietojen pitkäaikaista säilytystä virran ollessa pois päältä (kaupan hyllyllä / arkistossa), ajanjakso voi olla jopa vain kolme kuukautta, jos solun kestävyys on 100 %, koska solun hajoaminen ja tallennettujen tietojen menettäminen on mahdollisempaa.
Muistin ylivarausKyseessä on perimmiltään tallennusvälineeseen kohdistettu ylimääräinen kapasiteetti, jonka avulla solut saavuttavat 100 %:n kestävyyden (odotettavissa oleva käyttöiän tavoite) tallennusvälineen takuun aikana. Ylimääräinen kapasiteetti tuodaan online-tilassa ja kohdistetaan käytettävien tallennussolujen hävikin kompensoimiseen. Yleensä sallittu lukema on 25–28 % hankitusta kapasiteettipisteestä.
Kulumisen tasausJokaisella muistisolulla on rajallinen käyttöikä. Niiden rakenne hajoaa, ja ne kuluvat. Kaikkien solujen tasainen kuluminen varmistetaan seuraamalla ohjelma-/poistolukemaa lohkotasolla (sektoritasolla). Kun lukema saavuttaa ennalta määritetyn kynnysarvon, solutietojen sisältö kohdistetaan uudempaan solukokonaisuuteen/sektoriin. On olemassa kaksi toteutustyyppiä:
Staattinen kulumisen tasaus on algoritmi, jota käytetään harvoin muuttuville tallennetuille tiedoille, kuten käyttöjärjestelmätiedostoille. Kyseiset solut pysyisivät itsekseen alikäytettyinä, joten tietosisältö kohdistetaan uudelleen vanhempiin soluihin, jolloin uudemmat solut vapautuvat useammin muuttuvaan tiedontallennukseen.
Dynaaminen kulumisen tasaus on yleiskäyttöinen algoritmi, joka suoritetaan aina, kun puskurissa olevat tiedot kirjoitetaan flash-muistiin. Dynaamisen kulumisen algoritmi takaa, että tietojen ohjelma- ja poistosyklit jaetaan tasaisesti kaikkien NAND-muistin lohkojen kesken.Yksitasoinen solu (Single-Level Cell, SLC)NAND-laitteet tallentavat tietoa yhden bitin verran yhtä muistisolua kohti. SLC-asema toimii nopeammin ja kuluttaa sähköä vähemmän, mutta sen kapasiteetti on pienempi.
Monitasoinen solu (Multi-Level cell, MLC)NAND-laitteet voivat tallentaa useita bittejä tietoa yhtä muistisolua kohti. Ne valitsevat usean sähkövaraustason välillä sen solujen kelluvien hilojen käyttämiseksi. Tämän tekniikan avulla saavutetaan suurempi tallennustiheys pienessä muotokertoimessa ja kustannustehokkaampi tallennus gigatavua kohti.
32 nm eSLCLuokkaprosessitekniikka tai piisirun koko liittyvät nykyiseen CMOS-puolijohdetta käyttävien NAND-laitteiden valmistustekniikkaan. Tämä vastaa transistorin hilojen väliä tai toisin sanoen transistorin pakkaustiheyttä muistisolujen muodostamisessa (noin 2 miljoonaa).
Teknologinen edistyminen arvioidaan seuraavasti:
32 nm – vuonna 2010
22 nm – noin vuonna 2011
16 nm – noin vuonna 2013
11 nm – noin vuonna 2015SuperkapasitaattoritSuperkapasitaattorit tarjoavat SDRAM-välimuistille rajoitetun ajan varavirtaa tietosisällön säilyttämiseksi sekä tuhoutumiselta tai menettämiseltä suojaamiseksi. Virtakatkosuoja (Power Loss Protection, PLP) on Toshiba eSSD -rakenteessa suunniteltu kestämään 55 millisekuntia, jona aikana välimuistin sisältö kirjoitetaan NAND flash -muistiin.
-

