Теги → z-nand

Samsung показала Z-SSD в виде модуля M.2: серверные технологии в потребительском форм-факторе

Корпорация Samsung продемонстрировала твердотельный накопитель SZ985 на базе памяти Z-NAND в форм-факторе M.2. Данный SSD может быть использован как при построении серверов с плотным размещением накопителей данных, так и для настольных компьютеров — рабочих станций и ПК для энтузиастов.

Память Z-NAND и накопители Z-SSD были представлены Samsung как ответ на разработку памяти типа 3D XPoint (Optane, QuantX) компаниями Intel и Micron. Как и 3D XPoint, Z-NAND характеризуется очень высокой износоустойчивостью и производительностью, однако в отличие от конкурентов, Samsung не раскрывает каких-либо подробностей об архитектуре Z-NAND. Поскольку Z-SSD предназначены в первую очередь для центров обработки данных (ЦОД), то накопители SZ985 всегда демонстрируются (и, надо полагать, поставляются) в форм-факторе карт HHHL с интерфейсом PCI Express. При этом Samsung никогда не показывала компонентов данных карт «живьём», ограничиваясь демонстрацией компьютерных моделей данных SSD. Таким образом, SZ985 в форм-факторе M.2 позволяет взглянуть как на контроллер Z-SSD, так и на упаковки памяти Z-NAND.

Samsung SZ985 HHHL

Samsung SZ985 HHHL

Показанный на выставке OCP Summit на прошлой неделе накопитель Samsung SZ985 M.2 базируется на известном контроллере Samsung Phoenix, который используется для устройств PM981 и PM983 (вторые пока не присутствуют на рынке). Стоит отметить, что продемонстрированный накопитель маркирован как SZ983, однако принимая во внимание, что маркировки на образцах далеко не всегда корректны, трудно делать какие-либо выводы из них. Согласно Samsung, SZ985 M.2 экипируется 240 или 480 Гбайт доступной пользователю Z-NAND флеш-памяти, что весьма немного по меркам ЦОД. Что касается производительности, то Samsung заявляет, что устоявшаяся скорость чтения SZ985 M.2 составляет 3200 Мбайт/с, а записи — 2800 Мбайт/с. Накопитель способен выдерживать до 30 перезаписей в сутки; при пятилетней гарантии это означает, что 480-Гбайт версия способна записать до 26,28 петабайта данных, что является очень высоким показателем.

Samsung SZ985 M.2

Samsung SZ985 M.2

Согласно маркировке образца SSD с выставки, он несёт на борту 240 Гбайт Z-NAND, размещённой в четырёх корпусах на передней стороне модуля (таким образом, версия ёмкостью 480 Гбайт будет использовать память на двух сторонах). Для сравнения, 512-Гбайт версия PM981 использует два корпуса с микросхемами V-NAND памяти. Таким образом, очевидно, что плотность записи Z-NAND радикально ниже таковой у V-NAND (3D NAND в классификации Samsung), а предположения о том, что Z-NAND представляет собой разновидность SLC (правда, выполненной по новой технологии), или же MLC с большим количеством плейнов, могут иметь под собой основания. Принимая во внимание, что Z-SSD базируется на контроллере для мощных потребительских SSD, трудно ожидать, что сама память является чем-то экзотическим.

Samsung SZ985 M.2

Samsung SZ985 M.2

Принимая во внимание низкую плотность записи памяти Z-NAND, а также её высокие характеристики износоустойчивости и производительности, есть все основания полагать, что Samsung SZ985 будут отличаться высокой себестоимостью и ценами. Практическое применение подобных накопителей будет оправдано в машинах, которым требуется высочайшая производительность и износоустойчивость. Это могут быть как серверы, так и рабочие станции, в которых SZ985 будут размещаться на PCI Express x16 адаптерах вроде HP Z Turbo Drive Quad Pro. Что касается продаж Z-SSD энтузиастам, то маловероятно, что Samsung пойдёт по пути Intel Optane 800P, предлагая накопители низкого объёма, но с высокой производительностью и избыточной для данного рынка износоустойчивостью.

Производство SSD Samsung на памяти Z-NAND начнётся в 2018 году

Примерно год назад компания Samsung показала прототип твердотельных накопителей на новом типе флеш-памяти, который она назвала Z-NAND. К началу весны текущего года Samsung представила опытные образцы SSD SZ985 на памяти Z-NAND (Z-SSD) ёмкостью 1 Тбайт (для пользователей доступный объём моделей составляет 800 Гбайт). Для PCIe-накопителя полной длины это сравнительно небольшой объём памяти, что заставляет задуматься о плотности записи микросхем Z-NAND.

SSD Samsung SZ985 на памяти Z-NAND

SSD Samsung SZ985 на памяти Z-NAND

В свежей новости на сайте Business Korea подтверждается, что память Z-NAND представляет собой многослойную память 3D NAND (в терминах Samsung — V-NAND) с записью в каждую ячейку по одному биту данных. Это ограничивает максимальный объём накопителей Z-SSD, но ведёт к повышению производительности, к снижению задержек и к росту устойчивости к износу.

По словам источника, компания Samsung некоторое время назад начала обсуждать с клиентами условия поставок Z-SSD. Известно, что опытные экземпляры накопителей на своих площадках уже изучают компании NetApp и Datera. К сожалению, массового производства памяти Z-NAND и накопителей Z-SSD можно не ждать. Как утверждают наши южнокорейские коллеги, производство Z-SSD запланировано на следующий год.

Остаётся напомнить, что память Z-SSD создана Samsung в качестве альтернативы памяти 3D XPoint компаний Intel и Micron. Память 3D XPoint характеризуется предельно малой латентностью в сфере SSD, которая для режима чтения снижена до 10 мкс. Задержки чтения для накопителя Samsung SZ985 снижены до 15 мкс.

Картинка со стенда Samsung с опытным экземпляром Z-SSD (www.businesskorea.co.kr)

Картинка со стенда Samsung с опытным экземпляром Z-SSD (www.businesskorea.co.kr)

Что касается устоявшихся скоростей в режиме чтения, то Samsung SZ985 как и Intel Optane DC P4800X не стали прорывом, хотя в целом обе модели показывают значительный рост по отношению к среднестатистическим SSD. Так, модель Samsung SZ985 показывает устоявшиеся скорости чтения и записи на уровне 3,2 Гбайт/с, что определённо выше возможностей Intel Optane DC P4800X (2,4 Гбайт/с для чтения и 2,1 Гбайт/с для записи). Значения IOPS для чтения случайных блоков достигает 750 тыс., а для записи — 160 тыс. операций ввода-вывода. В основе SZ985 лежит фирменный контроллер компании под кодовым именем Phoenix. Двукратный рост ёмкости Z-SSD можно ожидать в следующем году, когда компания начнёт производство Z-NAND с двухбитовой ячейкой.

В новом году Samsung приступит к производству 1-Тбит 3D NAND

В 2018 году, используя 96-слойную структуру памяти 3D NAND и четырёхбитовую ячейку QLC, компании Toshiba и Western Digital намерены организовать производство кристаллов энергонезависимой памяти ёмкостью 768 Гбит. До заветного терабита на один кристалл осталось совсем немного. Покорить этот рубеж вполне предсказуемо собирается компания Samsung.

Образцы 96-слойной памяти Toshiba BiCS4 3D NAND

Образцы 96-слойной памяти Toshiba BiCS4 3D NAND

На нынешнем саммите Flash Memory Summit 2017 пионер по разработке и массовому производству многослойной памяти 3D NAND сообщил, что производство 1-Тбит кристаллов стартует в следующем году. Интересно, что компания Samsung не планирует увеличивать плотность размещения ячеек в каждом слое, хотя говорит о важности перехода на запись в каждую ячейку четырёх бит данных. К сожалению, в компании не раскрыли таких деталей, как число слоёв у 1-Тбит 3D NAND, хотя сообщили, что пропускная способность чипов поднимется до 1,2 Гбит/с.

Образцы 96-слойной памяти Toshiba BiCS4 3D NAND

Образцы 64-слойной памяти Samsung 3D NAND

Также в Samsung признались, что 1-Тбайт кристаллы будут по-новому упаковываться в многокристальные конструкции (стеки). Сейчас в стеке может находиться до 16 кристаллов. Новые стеки будет содержать до 32 кристаллов. Это означает, что появятся компактные однокорпусные решения толщиной не более 2 мм и объёмом до 4 Тбайт! Легко представить, что с подобными решениями производство 128-Тбайт 2,5-дюймовых SSD перестанет быть фантастикой. Но это не отменяет сложность процесса. Для упаковки в стек 32 кристаллов 3D NAND разработчики ввели дополнительный нижний слой для проводной обвязки кристаллов в стеке.

Несколько слов на саммите представители Samsung посвятили фирменной памяти Z-NAND. Память Z-NAND компания позиционирует как конкурента памяти Intel 3D XPoint. В то же время принцип работы у Z-NAND и 3D XPoint кардинально отличается. Память Intel использует для записи данных свойства веществ с изменяемым фазовым состоянием, а память Samsung Z-NAND — это доработанная определённым образом обычная многослойная 3D NAND. Рост производительности Z-NAND по отношению к 3D NAND объясняется тем, что в основе Z-NAND лежит однобитовая ячейка SLC и специальным образом оптимизированные контроллеры. В целом это даёт хорошие показатели по скорости доступа. Латентность у рабочих образцов SSD на Z-NAND снижена до 15 мкс. Накопители Intel Optan DC P4800X в режиме чтения, напомним, характеризуются задержками на уровне 10 мкс. Не намного лучше решений Samsung.

Образцы SSD Samsung на памяти Z-NAND

Образцы SSD Samsung на памяти Z-NAND

Опытные экземпляры SSD на памяти Z-NAND компания Samsung поставляет таким клиентам, как компании NetApp и Datera. В будущем году Samsung обещает выпустить память Z-NAND с записью двух бит данных в ячейку. Это сделает накопители на Z-NAND дешевле, хотя, как признают разработчики, также приведёт к некоторому увеличению латентности. Добавим, в компании рассчитывают увидеть память с латентностью менее одной микросекунды при переходе на память типа MRAM и PRAM. В Samsung разрабатывают магниторезистивную память и память на основе вещества с изменяемым фазовым состоянием с 2002 года и продолжают считать эти направления перспективными. Но это уже другая история.

Samsung продемонстрировала новый накопитель на базе Z-NAND

За твердотельными накопителями будущее, это ясно уже давно. Механические накопители имеют ряд принципиально неустранимых недостатков, поэтому огромные ресурсы разработчиков брошены на создание всё более мощных, объёмных и надёжных дисков на базе энергонезависимой памяти. Так, на мероприятии Cloud Expo Europe, прошедшем в Лондоне, корпорация Samsung продемонстрировала новые накопители под брендом Z-SSD, оснащённые разъёмами PCI Express 3.0 x8. Впервые прототипы этих устройств были показаны ещё на Flash Memory Summit в августе 2016 года, но всё, что было о них тогда известно, это то, что базируются они на новой памяти Z-NAND, ведущей свою родословную от четвёртого поколения V-NAND. На выставке Cloud Expo стало известно больше.

Так Z-SSD выглядит внешне. Судя по всему, накопитель нуждается в серьёзном охлаждении

Так Z-SSD выглядит внешне. Судя по всему, накопитель нуждается в серьёзном охлаждении

Во-первых, пока Z-SSD имеют объём всего 800 Гбайт и будут предлагаться избранным клиентам компании именно в таком варианте. Ранее предполагались также модели объёмом 1, 2 и 4 Тбайт, но Samsung соответствующих устройств не показала и вообще нет признаков того, что она планирует в ближайшем будущем выпустить Z-SSD с такой ёмкостью. Произойдёт ли это в сколько-нибудь обозримом будущем, можно лишь предполагать. Новые накопители требуют слота PCIe 3.0 как минимум с четырьмя линиями, но сам слот у них имеет механический конструктив x8 — это хорошо видно на снимках. Компания-разработчик заявляет, что латентность Z-SSD (видимо, на операциях чтения) на 70 % ниже, нежели у обычных решений с интерфейсом NVMe. По всей видимости, новый накопитель предназначен для тех сфер применения, где минимизация задержек является одним из важнейших параметров; в частности, для баз данных класса mission critical.

Главный соперник: Samsung PM963

Главный соперник: Samsung PM963

На линейных операциях Z-SSD упирается в возможности интерфейса PCIe 3.0 x4: и при записи, и при чтении он может развивать скорость до 3,2 Гбайт/с. А вот с производительностью на случайных операциях ситуация асимметричная: 750 тысяч IOPS при чтении случайными блоками объёмом 4 Кбайт и лишь до 160 тысяч IOPS при таких же операциях записи. Компания заявила, что Z-SSD имеет уникальный дизайн, включая дизайн контроллера, позволивший ему в четыре раза сократить задержки и в 1,6 раза поднять скорость последовательного чтения в сравнении с Samsung PM963 NVMe. Более о новинке пока не известно ничего: мы не знаем даже, сколько уровней содержит каждая ячейка Z-NAND.  Повторимся, известно лишь то, что сама структура Z-NAND позаимствована у четвёртого поколения V-NAND. На сегодня вертикальная «стопка» ячеек V-NAND имеет максимум 64 слоя при ёмкости 512 Гбит, а ёмкость всего кристалла равна 64 Гбайт. Показатели 3D XPoint, совместной разработки Intel и Micron, скромнее — 2 перекрещенных слоя общей ёмкостью 128 Гбит и 16 Гбайт на кристалл соответственно, что и объясняет высокую стоимость и малую ёмкость решений на базе 3D XPoint.

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥