Technológiai fejlesztések kiválasztása
Itt található a legújabb és a legnagyszerűbb!
Ahogy a PC-ipar állandóan változik, ugyanúgy változik az adattároló-ipar is, amelytől PC-ipar is függ. Ezért ha szeretne lépést tartani a legújabb trendekkel és fejlesztésekkel, nem is lehet megfelelőbb hely az információk felkutatására, mint a Toshiba Storage Products Division Technológiai fejlesztések oldala! Szerezze meg a HDD-technológia legújabb információit és legyen napra kész! Jelentkezzen be rendszeresen - ez a legjobb módja annak, hogy tájékozott maradjon a piacvezető Toshiba cég minőségi adattároló termékeiről.
Toshiba - Kapcsolat a holnappal.
- HDD-technológiák
-
Speciális formátum (Advanced Format - AF)
A legújabb számítógépes operációs rendszerek már hatékonyan használják az Advanced Format (AF) technológiájú és az 512 bájtos emulációt (512e) támogató merevlemezeket. Az AF 512e merevlemezek a korábbi 512 bájt/szektor meghajtókkal összehasonlítva kiváló teljesítményt nyújtanak, amennyiben megfelelően konfigurálják azokat a host fájlrendszerrel. A számítógépes alkalmazásokban a host fájlrendszert elsősorban a számítógépre telepített operációs rendszer határozza meg.
Különválasztott sávrögzítés (Discrete track recording - DTR)A Toshiba 2007 szeptemberében mutatta be a különválasztott sávrögzítési (DTR) technológiát.
A DTR egy új, áttörést jelentő rögzítési eljárás, amellyel akár 50 %-kal növelhető a PMR technológiájú merevlemez-meghajtókban használt tárolóeszközök kapacitása. Ezért ez a technológia különösen a kis formátumú, 1,8 és 2,5 hüvelykes HDD-meghajtók kapacitását fogja egy új, magasabb szintre emelni.
A kisméretű HDD-k most hordozható számítógépekben, a hordozható multimédia-lejátszók minden fajtájában, a digitális videokamerákban, de még az autós navigációs rendszerekben is megtalálhatók. Ennek a piacnak nagy az igénye a még nagyobb tárolókapacitás iránt.TA DTR technológia, ahogy a neve is jelzi, a merevlemez-meghajtó adattárolóján lévő párhuzamos adatsávokat rések, más néven barázdák beillesztésével választja el. Ez az elválasztás csökkenti a szomszédos adatsávok közti jelinterferenciát, ami jobb jelminőséget eredményez, és a sávok emelkedése csökkenthető. A sávok keskenyebbek lehetnek, így több fér el belőlük a lemezen. Ez akár négyzetmilliméterenkénti 516 megabites (négyzethüvelykenkénti 333 gigabit) adatsűrűséget is lehetővé tesz.
A technológia a szervóinformációkra is kiterjed, a lemezre extra információ is rákerül, ami az olvasó/író fej pozicionáló rendszerének lényegi eleme.
A DTR technológia a japán New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO) kutatásán alapul.
A Toshiba az élen kíván lenni a DTR technológiát integráló merevlemezek tömeggyártásában. A jelenlegi terv szerint a DTR meghajtók tömeges termelése 2009-ben kezdődik.
Dinamikus folyadékcsapágy (Fluid Dynamic Bearing - FDB)A Toshiba HDD-kben hagyományosan golyóscsapágyas pörgetőmotorok találhatók. Ezekben a csapágyakban vékony zsírréteggel kent fémgolyók vannak. A golyók és a futóhornyok (amelyekben a folyók futnak) parányi tökéletlenségei véletlenszerű rezgéseket (megnövekedett nem ismételhető kifutást – NRRO) okozhatnak a szervórendszerben. Ezenkívül a folyamatos használattól a golyóscsapágyak is elkezdenek kopni, és ez a kopás fokozódik, ha a meghajtó nagy ütődéseknek van kitéve. A kopás jele, hogy a pörgetőmotor zajosabbá válik, és az író- és olvasófejek teljesítménye csökken.
Ezekre a problémákra megoldást jelent a folyadékcsapágyas (FDB) pörgetőmotorok használata. A folyadékcsapágyas motorok olajkenésűek, nem fémgolyós csapágyazást használnak a forgó- és állórész elválasztására.
A folyadékcsapágyas motor használatának előnyei:- Nagymértékben csökkenti a nem ismételhető kifutást, így javítva a szervóteljesítményt. Ez nagyobb jelsűrűséget tesz lehetővé.
- Nagyobb megbízhatóság, mivel nincsenek érintkező csapágyfelületek.
- A fémgolyós csapágyakhoz képest halkabb működés.
- Nagyobb ütődések elviselése, ha a meghajtó nem működik.
Szabadesés-érzékelő (Free Fall Sensor - FFS)A notebookok kifejlesztésére a mobilitás fokozása érdekében került sor. Egy notebook fő komponense egy kisméretű, 2,5" vagy 1,8" hüvelykes HDD, amely helyzeténél fogva ugyanazoknak a kockázatoknak van kitéve, mint maga a notebook: ütődés, rezgés és akár súlyosabb következményekkel járó behatás leesés után.
A legkárosabb dolgok egyike, ami csak történhet a merevlemez-meghajtóval, az az ún. fej-lemez interferencia, ami azt jelenti, hogy a HDD legérzékenyebb alkatrészei, az író- és olvasófejek nekiütődnek az adathordozó lemezek felületének. Ha egymáshoz érnek, nemcsak a fej sérülhet meg, de a lemezen tárolt létfontosságú adatok is megsérülhetnek vagy elveszhetnek. Az ilyen érintkezést okozhatja ütődés, például amikor a hordozható számítógépet leejtik.
A Toshiba Storage Products Division hatékony technikát fejlesztett ki a leesés következtében fellépő ütődések okozta károsodások kivédésére. Az elv olyan egyszerű, amilyen hatékony: Amikor a rendszer lehetséges leejtés miatti gyorsulást érzékel, visszahúzza az író- és olvasófejet a lemezfelület fölül, és az adathordozó egy biztonságos területe fölött rögzíti. Más szavakkal: A meghajtó ütésállósága jelentősen megnövekedett.
A technikai megoldás persze nyilván bonyolultabb ennél. Egy háromtengelyű érzékelő, egy úgynevezett MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems, magyarul: kisméretű elektromechanikus rendszer) mint lineáris gyorsulásmérő méri a gyorsulás mértékét, amely normál körülmények között 1 G. Amikor a merevlemez-meghajtó leesik, a gyorsulás értéke megváltozik kb. 0 G-re. Az érzékelő érzékeli a gyorsulás 1 G-ről 0 G-re történő változását, és visszahúzza az író- és olvasófejet a lemezfelület fölül, megelőzve azok érintkezését és károsodását.
A gyorsulásmérő annyira érzékeny, hogy 10 cm (4 hüvelyk) zuhanást is érzékel, és biztonságos helyzetbe állítja az író- és olvasófejeket. Más szavakkal, a gyorsulásváltozás mérésének, valamint az író- és olvasófejek visszahúzásának és rögzítésének teljes folyamata kevesebb mint 150 milliszekundumig tart.
A Toshiba szabadesés-érzékelő technológiával rendelkező merevlemez-meghajtói jelentik a jó választást a valóban hordozható adattároló eszközökhöz.
Hővel segített mágneses adatrögzítés (Heat Assisted Magnetic Recording - HAMR)A HAMR a Heat Assisted Magnetic Recording (hővel segített mágneses adatrögzítés) rövidítése.
Egy olyan jövőbeli merevlemezes rögzítési technológiát jelent, amellyel még nagyobb területi sűrűség érhető el a merevlemezen, mint merőleges mágneses adatrögzítéssel (PMR).
A HAMR esetében az adatok mágnesesen rögzítődnek egy speciális, igen stabil adattárolón, miután az adat bitjeinek rögzítésére szolgáló pontokat egy lézer segítségével felmelegítették. Felmelegítve az anyag könnyebben írható, és az azt követő gyors lehűlés stabilizálja a rögzített adatot.
Ezek az adatrögzítő anyagok egy bitet sokkal kisebb területen képesek tárolni, és nem korlátozza őket a „szuperparamágneses” hatás. Ez ugyanaz a hatás, amely a korongok területi sűrűségét korlátozza a hagyományos LMR (hosszirányú mágneses adatrögzítés) technológiával dolgozó merevlemezeken.
Az egyetlen hátránya a dolognak, hogy fel kell melegíteni ezeket a mágneses tájolás megváltoztatásához.A HAMR nem jelenik meg az általános merevlemezes termékekben 2010 előtt, és a négyzethüvelykenkénti 50 terabites területi sűrűség csak 2020-ban vagy később lesz elérhető. Az átmenet a PMR technológiáról a HAMR technológiára valószínűleg 2010-ben megkezdődik.
Holografikus adattárolás (Holographic Data Storage)1995-ben egy 32 millió dolláros közös egyetemi, kormányzati és vállalati kutatási projekt kezdődött egy „olyan holografikus adattároló rendszer kifejlesztésére, amely több mint 12-szer több adat tárolására képes, mint a jelenlegi legnagyobb mágneses merevlemezek, és az adatátviteli sebessége a jelenleg lehetségesnél több mint 10-szer nagyobb”.A világban több kutatási projekt foglalkozik a holografikus adattárolással; most vizsgáljuk meg közelebbről a Holographic Data Storage System (HDSS) programot, amely már jelentős eredményeket produkált.Mi a hologram?Egy egyszerű összehasonlítás: A fotografikus adatok rögzítésének (a fényképfelvételnek) a célja a fényintenzitás tárolása. Ez annak köszönhetően érhető el, hogy a fényérzékeny anyag fény hatására elváltozik. Az információ később az előhívott film megvilágításával nyerhető vissza.A holográfia célja a fény intenzitásának és a fény irányának tárolása.A hologram létrehozásához három dologra van szükség:- rögzítő anyag (általában fényérzékeny kristály)
- referenciasugár
- jelhordozó sugár
Alapvető tudnivalókElőször a jelet hordozó sugarat irányítják át rögzítő anyagon. Ezután aktiválják a referenciasugarat oly módon, hogy keresztezze a jelsugarat. Az eredmény az anyagban létrejövő interferencia mintázat. Az anyag „reakcióba lép” az interferencia mintázattal és így „rögzíti” azt.A rögzített információ a tökéletesen azonos referenciasugarat az anyagon átküldve megtekinthető vagy kinyerhető. Ekkor a referenciasugár interferál a rögzített mintázattal, és a kettő egyesülve létrehozza ismét a jelsugarat.Röviden: a rögzítő anyagban lévő hologram csak a tökéletesen azonos (amplitúdó és irány) referenciasugarat az anyagon keresztülvezetve hívható elő.E fejlesztés teljes jelentőségének megértéséhez segítséget nyújt az a tény, hogy a referenciasugár szögének kis megváltoztatásával egy teljesen új hologram írható ugyanarra az anyagra, és az akár ugyanazt a helyet is elfoglalhatja! Ezt a jelenséget „mulitplexelésnek” hívják.A legnagyobb feladatok egyike a holografikus anyagok (úgynevezett nem lineáris fotorefraktív kristályok) keresése. Ezek jelenleg nagyon drágák és képességeik korlátozottak.Az előrelátható jövőben a technológia várhatóan akár terabájtos tárolókapacitást is adhat a jelenlegiekkel azonos méretű meghajtókkal és adathordozókkal.Egy terabájt több száz film tárolására lenne elegendő.Kis behelyezési erő (Low Insertion Force - LIF)A merevlemezes tárolást használó termékek változatossága óriási, és továbbra is nő. Mind több és több háztartási termék igényel egyre nagyobb tárkapacitást, hogy megfeleljen a kor követelményeinek. A Toshiba tárolótechnikája által támogatott termékek skálája ezért egyre bővül, hogy kielégítse ezeket az igényeket. A világon elsőként a Toshiba bocsátott ki kis erővel csatlakoztatható (Low Insertion Force) LIF-csatlakozós merevlemez-meghajtókat (HDD-ket). Az új LIF SATA illesztőfelület 10%-kal kisebb környezetkárosító hatást jelent, mint a szokványos 1,8 hüvelykes, mikro-SATA-csatlakozós merevlemez-meghajtók. A kisebb környezetkárosító hatással előállított csatlakozó biztosítja, hogy a Toshiba termékei megfeleljenek a kisméretű hordozható eszközök, például táblaszámítógépek, digitális kamerák és médialejátszók nagyobb gyártói által támasztott igényeknek.


ZIFF HDD LIF HDD
Saját parancsok sorba állítása (Native Command Queuing - NCQ)Napjaink számítógéprendszereiben a többfeladatos rendszer és többfelhasználós környezet támogatása alapkövetelmény. Gyakran több tevékenység is fut a számítógépen; például filmet nézünk, zenét játszunk le, megtekintjük a leveleinket, barangolunk az interneten és néha megosztjuk közös rendszererőforrásainkat másokkal.
A saját parancsok sorba állítása (Native Command Queuing, NCQ) egy olyan technika, amelyet arra találtak ki, hogy bizonyos üzemi terhelési körülmények fennállása esetén növelje a SATA merevlemez-meghajtók (HHD) teljesítményét és megbízhatóságát, és ezért engedélyezi, hogy a merevlemez-meghajtók intelligensen optimalizálják a kapott írási és olvasási parancsok végrehajtási sorrendjét. Ez javíthatja a merevlemez-meghajtók parancsfeldolgozási hatékonyságát, csökkentve a mechanikus munkaterhelést, és növelve a meghajtó általános teljesítményét. Az NCQ technika nélkül a merevlemez-meghajtó minden kapott írási és olvasási parancsot azok beérkezési sorrendjében hajtana végre, ami csökkenti a hatékonyságot és a teljesítményt.
Az NCQ főbb előnyei:
- Ideális megoldás többfeladatos és többfelhasználós környezetekhez
- Minden olyan rendszerben működőképes, ahol a gazdagépvezérlők támogatják a SATA NCQ szolgáltatást; ilyenek az asztali számítógépek, a munkaállomások, a digitálismédiatartalom-kiszolgálók, a belépő szintű kiszolgálók, valamint a nagy teljesítményű számítógépek és a hordozható számítógépes rendszerek
- 100%-os visszafele-kompatibilitás az NCQ technikát nem ismerő rendszerekkel
- Engedélyezi, hogy a tárolóeszköz az adatátvitel teljesítményének növelése és a jobb hatékonyság érdekében megváltoztassa a parancsok sorrendjét
- Csökkenti a merevlemez-meghajtókon a keresési időt, és félvezetős meghajtók esetén a teljesítmény növelése érdekében lehetővé teszi a tárolt parancssorhoz való hozzáférést
Az NCQ technikát gyakran használják nagy üzemi terhelésű kiszolgálók és nagy teljesítményű munkaállomások teljesítményének növelésére. Ezenkívül optimalizálni lehet vele a számítógép teljesítményét olyan műveletek esetén, mint a fájlmásolás és a rendszerindítás.
Hosszirányú mágneses adatrögzítés (Perpendicular Magnetic Recording - PMR)Az LMR (hosszirányú mágneses adatrögzítés) technológiával dolgozó hagyományos merevlemez az adatokat egy síkba állított, mikroszkopikus mágneses bitekként tárolja a mágneslemezen. Bár a mágneses bevonatok terén elért fejlődés folyamatosan javítja a merevlemez-meghajtó adatrögzítési sűrűségét, a mágneses bitek az egy síkban történő elrendezés miatt taszítják egymást.
Ha több bitet sűrítünk egy lemezre, végül elérünk egy pontot, ahol a rögzített bit minősége leromlik, mert a bitek elkezdik zavarni egymást (mágneses csatolás). A legrosszabb esetben elkezdenek megfordulni: az érintett bitek elvesztik a tájolásukat, és az adat elvész. Ez az úgynevezett „szuperparamágneses hatás”. Ez a probléma egy egyre közelibb határt jelent a tárolókapacitás számára.
A probléma megoldása a „merőleges mágneses adatrögzítés” (PMR), amelyben a mágneses bitek nincsenek egy síkba rendezve, hanem függőlegesen helyezkednek el. A mágneses biteket egymás tetejére helyezve a merőleges adatrögzítés megerősíti a csatolást a szomszédos bitek között, így stabilan magas adatsűrűség és jobb tárolókapacitás érhető el. A PMR segítségével a merevlemezek kapacitása akár 10-szeresére növelhető. Ezenkívül a nagyobb adatsűrűség miatt az adatátviteli sebesség is nő az LMR technológiát alkalmazó merevlemez-meghajtókhoz képest.
A PMR kifejlesztésénél az egyik megoldandó műszaki probléma az volt, hogy a PMR adattároló fizikai jellemzői sokkal kisebb rést követelnek meg az olvasó/író fej és az adattároló között ahhoz, hogy az adatok olvashatók és írhatók legyenek.
A japán Tohoku Institute of Technology munkatársa, Shun'ichi Iwasaki professzor állapította meg először 1976-ban, hogy lehetséges az adathordozók területi sűrűségének növelése a mágneses bitek vízszintes elhelyezése helyett a forgásirányra merőleges elhelyezésével.
Elfordulást okozó rezgést mérő érzékelő (Rotational Vibration Sensor - RVS)Az elfordulást okozó rezgéseket gátló technikát a Toshiba azért fejlesztette ki, hogy kivédje a Toshiba merevlemez-meghajtók esetében (HDD) a rendszer rezgéseinek hatását.
Az elfordulást okozó rezgést mérő érzékelők (Rotational Vibration Sensor, RVS) segítségével a Toshiba merevlemez-meghajtói hatékonyabban tudnak működni az elfordulást okozó erős rezgésekre érzékeny környezetekben, amilyenek például a kiszolgálók és a tárolótömbök. Ha a merevlemez-meghajtó elfordulást okozó rezgéseknek van kitéve, csökkenhet a teljesítmény. Ha néhány meghajtó van közel egymáshoz, például mint a tárolótömbökben, mindegyik meghajtó rezeg valamennyire a forgó adathordozó fölötti fejbeállítások természetes következményeként. Ezeknek a meghajtóműveleteknek az összesített hatása néha harmonikus rezgéseket okoz, ami nagymértékben felerősíti a vibrációt. Mivel a merevlemez-meghajtók tevékenysége a teljes tömböt érinti, a rendszer minden meghajtójának teljesítménye jelentős zavart szenved az adatátviteli sebesség jelentős visszaesése miatt. Az adattárolók adatsűrűségének folyamatos növekedtével az ezen rezgésekre való érzékenység nő, aminek következtében néha a kisebb rezgések is elütik az író- és olvasófejeket a beállított helyzetükből.
Az Toshiba merevlemez-meghajtókban használt új RVS technika érzékeli az elfordulást okozó külső rezgéseket, és visszacsatoló rendszer segítségével állítja elő a merevlemez-meghajtó író- és olvasófejeinek ellentétes irányú mozgását. Az RVS lehetővé teszi, hogy a meghajtó kiegyenlítsen a magában a meghajtóban vagy azon kívül keletkező (a hűtőventilátorok, gyengébb minőségű számítógépház stb. okozta) minden elfordulást okozó rezgést, így folytatódhat az írás és olvasás, és marad a nagy teljesítmény.
Öntitkosító meghajtó (Self Encryption Drive – SED)A merevlemez-meghajtón (HDD) tárolt adatok gyakran értékesebbek, mint maga az eszköz. Egy vállalatnak az adatai jelentik a legfontosabb tőkéjét. Az adatok jogosulatlan nyilvánosságra kerülése bárhol megeshet – az egyszemélyes informatikai osztály esetében ugyanúgy, mint a beágyazottan kezelt adatközpontokban. A szoftveres alapú megoldások nem tudják megadni azt a biztonságot, amely a teljesen megbízható védelemhez szükséges lenne. Az új hardveralapú, SED nevű megoldás segítségével immár erős digitális azonosító hozható létre, ami egy magasabb szintre emeli a biztonságot.
A Toshiba 2,5 hüvelykes öntitkosító meghajtói (SED, self-encrypting drive) fejlett hardveres titkosítást és erős hozzáférési hitelesítést is kínálnak, ezzel segítve az informatikai osztályoknak, hogy azok költséghatékonyan tudjanak erős védelmet alkalmazni az üzletmenet megszakítása vagy az alkalmazás teljesítményének visszavetése nélkül. A Toshiba a SED modelleket a Trusted Computing Group „Opal SCC” előírása alapján tervezte, és az eszközök élvezik a TCG iparági szabvánnyá vált biztonsági szolgáltatásaihoz és képességeihez elérhető széles iparági támogatás előnyeit.
A SED titkosítási eljárásai átláthatóak az alkalmazások és operációs rendszerek számára. A szoftveres titkosításoktól eltérően, amelyek a processzor teljesítményétől és a rendszer memóriakapacitásától függtek, a SED hardveres titkosítása a merevlemez-meghajtó belsejében történik teljes tárolási írási és olvasási sebesség mellett, biztosítva, hogy a felhasználó ne érzékelje az alkalmazás teljesítményének legkisebb csökkenését se.Adatérvénytelenítési technológia (Data Invalitation Technology) – Újabb előrelépés az adatbiztonság terén
A merevlemez-meghajtó vezérlőelektronikájában beépített hardveres titkosítás nagy teljesítményt kínál kis általános költségek mellett, valamint a szoftveres titkosítással elérhetőnél nagyobb adatvédelmi előnyöket. A Toshiba egyedi és erős, kormányzati szintű AES-256 titkosítását az Amerikai Egyesült Államok Országos Szabványügyi és Technikai Intézete (NIST, National Institute of Standards and Technology) hitelesítette a Titkosítóalgoritmus-érvényesítő Programon (CAVP, Cryptographic Algorithm Validation Program) keresztül. Mivel a titkosítási folyamat a merevlemez-meghajtó belsejében zajlik, a tárolt adatok védettek maradnak a szoftveres titkosítás feltörésére irányuló mindenféle támadással szemben.
A Toshiba egyedülálló adatérvénytelenítési technikája (Data Invalidation Technology) a titkosítási rendszer minden előnyét kihasználja. A SED egy „öntörlő” területen tárolja az adatokat, ahonnan az adatok azonnal törlődnek, ha a gazdarendszert vagy a meghajtót kikapcsolják, vagy ha a meghajtót kiszerelik a számítógépből. A törlési folyamat az öntörlő terület titkosító kulcsának törlésével történik, amelyet a gazdagép állít elő minden alkalommal, amikor a meghajtót bekapcsolják. Ennek következtében ha a meghajtót újra bekapcsolják, az öntörlő terület egy új kulccsal ismét használható lesz, de ezzel a kulccsal az összes korábbi adat gyakorlatilag örökre törölve lesz. Ha az öntörlő funkciót a normál titkosítással együtt használja ugyanazon a merevlemez-meghajtón, lehetővé válik, hogy a különböző típusú adatok egymástól függetlenül legyenek kezelve az adat típusától és biztonsági szintjétől függően.Az adatérvénytelenítési technika (Data Invalidation Technology) megosztott tárolóeszközökre és egy munkamenetes adattárolásra is alkalmazható. Például abban az esetben, ha a többcélú nyomtatón tárolt kényes adatokat törölni kell, amikor azt a lízingbeadónak vissza kell szállítani, vagy ha meg kell óvni azokat a nyomtató meghibásodása esetén. Ebben a példában minden kényes adat, fax és nyomtatási munka automatikusan, biztonságosan és azonnal törlődik az öntörlő területről, de a kevésbé kényes adatok, az AES256 titkosítással védve, megmaradnak a SED öntitkosító meghajtón.Sorosan csatlakoztatott SCSI (Serial Attached SCSI – SAS)A SAS a megnövelt sávszélességre és rugalmasságra való igény miatt lett bevezetve az adatközpontokban és munkaállomásokban az 1980-as években megjelent párhuzamos SCSI-illesztőfelület cseréjeként. Az SCSI-hez képest a SAS-nek van néhány előnye. Képes 10 000 fordulat/perc fordulatszám fölötti működésre, és megbízhatóbb is. A SAS meghajtókat jellemzően kiszolgálókban és nagy teljesítményű munkaállomásokban használják olyan környezetekben, ahol nagyon fontos a sebesség és az írási és olvasási frekvencia. Emellett a SAS meghajtókban a felhasználók teljes hibaérzékelést és hibajavítást kapnak az írási és olvasási folyamat során, és adatvédelmet is az adatok átvitele közben, ami az adatok épségét biztosítja az írás és olvasás folyamán. A vállalati osztályú (Enterprise Class) SAS meghajtókat kivételes teljesítményük és megbízhatóságuk miatt főleg internetes és tranzakciós alkalmazásokban használják.
-
- SSD-technológiák
-
Vállalati félvezetős meghajtók (Enterprise Solid State Disks – eSSD)
Ahogy az adatok mennyisége látszólag exponenciális mértékben nő, az adatok kezelése, valamint a napjaink vállalati számítási környezete és alkalmazásai által támasztott igények miatt egyre fontosabb, hogy az elérhetőség, a rendelkezésre állás, a teljesítmény és a megbízhatóság feltételei folyamatosan, a hét mind a 7 napján, napi 24 órában teljesüljenek. Ezekkel az elvárásokkal összhangban a tárolási megoldások és a félvezetős meghajtókban (SSD) használt technikák fejlődése azt jelenti, hogy a NAND alapú félvezetős memória minősége mára elérte azt a szintet, ahol már kritikus fontosságú adatokat is képes megbízhatóan tárolni, és emellett olyan átviteli sebességet kínál, amely jelentősen meghaladja a hagyományos forgó lemezes merevlemez-meghajtókét. Az SSD hatékonyan állítja a félvezetős memóriát egy olyan memóriavezérlő és csatolóelektronika mögé, amely lehetővé teszi, hogy a félvezetős tárolóeszköz emulálja a merevlemez-meghajtók parancsait és működését.
A Toshiba Enterprise Class SSD (eSSD, vállalati osztályú félvezetős meghajtó) kiváló minőséget képvisel a vállalati osztályú lemezes tárolók területén. Úgy tervezték, hogy kiegészítsen tulajdonképpen bármilyen alkalmazási környezetet (kiszolgáló, lemezes (DAS, Direct Attached Storage) és hálózati (NAS, Network Attached Storage) adattárolás), amely hagyományosan a SAS2-illesztőfelülettel ellátott mechanikus alapú vállalati osztályú merevlemez-meghajtók birodalma volt, és továbbfejlesztett funkciókat kínáljon azokhoz. Előnyei a nulla zaj, a kisebb fogyasztás (ennek következtében kisebb hűtésigény, ami miatt csökkenthető az adatközpontok rezsiköltsége), rendkívül nagy ütés- és rezgésállóság és a merevlemez-meghajtókhoz képest sokkal gyorsabb adatelérés és adatátvitel – ezeknek köszönhetően az eSSD gyorsan az elsődleges választássá válik a 0. szintű (Tier0) alkalmazások területén, ahol a másodpercenként végrehajtott írási és olvasási műveletek száma (IOPS, Input/Output Operations Per Second) és a megbízhatóság kritikus fontosságú.A három főbb technika közül kettő, amely megtalálható az eSSD meghajtókban, és a tartósságot (élettartam) és a megbízható adattárolást célozza, „elhasználódásvédelem” és „túlméretezés” néven is ismert. Az elhasználódásvédelmet a félvezető vezérlőalgoritmusa kezeli, amely figyeli az adatblokkok használatát, és a gyakran használt és egy előre meghatározott elérési küszöbszámot elért adatblokkokat áthelyezi, hogy fenntartsa a jó teljesítményt. A túlméretezés lényege – aminek segítségével a logikai blokkok számát rendelik az eszközhöz –, hogy a méret túllépi a meghirdetett kapacitási pontot, így biztosítva a megkövetelt várható élettartamot az elhasználódásvédelmi technika által végrehajtott áthelyezések útján. A harmadik technika az ECC (error correction codes, vagyis fejlett hibajavító kódok) és a már ismerős SMART (Self Monitoring and Reporting Technology, magyar fordításban: önellenőrző és jelentő technika), amely ellenőrzi és naplózza az eSSD meghajtók fontosabb jellemzőit, amilyen például a hardver- és szoftverhibák száma és a belső hőmérséklet, és amelyek hasznos információkkal szolgálnak az SSD állapotáról.A Toshiba első generációs eSSD meghajtója 32 nm-es vállalati szintű SLC NAND félvezetős memóriát és 6 Gb/s sebességű Serial SCSI (soros SCSI, SAS) illesztőfelületet használ.
Az eSSD az előrejelzések szerint a nagy teljesítményű alkalmazások többségében leváltja a hagyományos mechanikus pörgő merevlemezeken alapuló technikát. Kiváló eszköz az olyan létfontosságú alkalmazásokhoz, ahol követelmény a megbízhatóság, a teljesítmény és a hosszú élettartam.
Egyszintű cella (Single-Level Cell – SLC)Az Enterprise Solid State Disk (eSSD) félvezetős meghajtókban az egyszintű cella (SLC) az a memóriaelem, amely egyedi memóriacellában képes tárolni az adatokat.
Az SLC „egyszerűbb” 1 bites vezérlőlogika segítségével éri el és írja az eSSD meghajtót, szemben a többszintű cellával (Multi-level Cell – MLC) által használt 2 bitessel, és megvan az az előnye is, hogy kevesebb energiát fogyaszt. Ezenkívül a program működése az SLC lapkákban 100 000 ciklusig tart, ami tízszerese az MLC lapkákban való működésnek. A nagyon magas átviteli sebesség és a nagy megbízhatóság miatt a nagy teljesítményű SSD félvezetős meghajtókban SLC memóriát használnak.
TartósságEz az a maximális program/törlés ciklusszám, amelynek végrehajtására egy cellát terveztek, mielőtt elérné élettartama végét és a cellastruktúra elhasználódása adatvesztést és a megbízhatóság elvesztését okozná.
AdatvisszatartásEz az az időszak, ameddig a tárolt cellaadatnak visszakereshetőnek és sértetlennek kell maradnia a tárolóeszköz élettartamának idején. A cellastruktúra elhasználódik, amint közeledik maximális tartóssága végéhez, vagy más szavakkal kifejezve, minél közelebb kerül a cella a teljes elvárt élettartamát jelentő Program/Törlés (PE) számhoz. Az adatok energiaellátás nélküli tartós tárolását (eltarthatóság/archiválás) tekintetbe véve előfordulhat, hogy ez az időszak csak 3 hónap, ha a cella 100 %-os tartóssággal rendelkezik a cella elhasználódásának és a tárolt érték elvesztésének nagyobb kockázata miatt.
TúlméretezésEz a tárolóeszközhöz hozzárendelt nélkülözhetetlen fölös kapacitás, amellyel a cellák 100 %-os tartósságot (elvért élettartamot) érhetnek el a tárolóeszköz garantált használati időszakán belül. A fölösleges kapacitás online módon kerül meghatározásra, és használható tárolócellák elvesztésének késleltetésére szolgál. Az elfogadható érték általában a megvásárolt kapacitáspont 25-28 %-a.
Elhasználódás-mérésMinden memóriacella eléri élettartama végét, struktúrájuk tönkre megy, és elhasználódnak! Annak érdekében, hogy minden cella egyforma mértékben legyen kitéve az elhasználódásnak, blokk (szektor) szinten egy Program/Törlés (PE) szám nyilvántartása folyik. Miután ennek a számnak az értéke elérte az előre meghatározott küszöböt, a kollektív adattartalom ismét kiosztásra kerül egy fiatalabb cellacsoport/szektor számára. Kétféle megvalósítás lehetséges:
A statikus elhasználódás-mérés egy algoritmus, amely a gyakran változó tárolt adatokat célozza, pl. az operációs rendszer fájljait. Ezek a cellák magukra hagyva alulhasznosítottak lesznek, így az adattartalom hozzárendelésre került régebbi cellákhoz, így a fiatalabb cellák felszabadulnak a gyakrabban változó adatok tárolására.
A dinamikus elhasználódás-mérés egy általános célú algoritmus, amelynek végrehajtására mindig sor kerül a pufferban lévő adatok törlésekor és flash memóriába írásakor. A dinamikus elhasználódás-mérési algoritmus garantálja, hogy a program és törlés ciklusok egyenlően lesznek elosztva a NAND struktúrájában az összes blokk közöttSLC (egyszintű cella)A NAND rendszerű eszközök memóriacellánként 1 bit információt tárolnak. Egy SLC meghajtó nagyobb teljesítményű, kevesebb energiát fogyaszt, de kisebb a kapacitása.
MLC (többszintű cella)A NAND eszközök egy bitnél több információt képesek tárolni memóriacellánként az elektromos töltés több szintje közül választva, amelyeket aztán a cellái lebegő kapuihoz alkalmaz. Ez a technológia nagyobb sűrűségű tárolást tesz lehetővé kis formátumban is, és a gigabájtonkénti tárolási költség is kedvezőbb
32 nm-es eSLCAz osztály szintű feldolgozási technológia vagy a lapkaméret az aktuális CMOS félvezető NAND eszközgyártási technikára vonatkozik. Ez egyenlítődik ki a tranzisztorkapu emelkedéséhez, vagy más szavakkal, a memóriacellákat felépítő tranzisztorcsomag-sűrűséget (kb. 2 millió).
A technológiai fejlődés várt üteme a következő:
32 nm – 2010
22 nm – kb. 2011
16 nm – kb. 2013
11 nm – kb. 2015Szuper töltéstárolókKorlátozott ideig tartalék energiát biztosít az SDRAM gyorsítótár-memória számára azért, hogy az adattartalmak megmaradjanak és ne sérüljenek meg vagy vesszenek el. Az áramkimaradás elleni védelem (Power Loss Protection – PLP) 55 ms időtartamra lett tervezve a Toshiba eSSD esetében, hogy a gyorsítótár tartalma törölhető és a NAND flash memóriába írható legyen.
-

