По мере внедрения новых версий PCI Express растут и линейные скорости SSD. Не столь давно 3-4 Гбайт/с было рекордно высоким показателем, но разработчики уже штурмуют вершины за пределами 10 Гбайт/с. Компания Kioxia, крупный производитель флеш-памяти и устройств на её основе, объявила на конференции 2023 China Flash Market о новом поколении серверных накопителей, способных читать данные со скоростью 13,5 Гбайт/с.

Новые высокоскоростные SSD будут построены на базе технологии XL-FLASH второго поколения. Первое поколение этих чипов компания (тогда Toshiba) представила ещё в 2019 году. В основе лежат наработки по BiCS 3D в однобитовом варианте, что позволяет устройствам на базе этой памяти занимать нишу Storage Class Memory (SCM) и служить заменой ушедшей с рынка технологии Intel Optane.

Источник здесь и далее: Twitter@9550pro

Как уже сообщалось ранее, XL-FLASH второго поколения использует двухбитовый режим MLC, но в любом случае новые SSD Kioxia в полной мере раскроют потенциал PCI Express 5.0. Они не только смогут читать данные на скорости 13,5 Гбайт/с и записывать их на скорости 9,7 Гбайт/с, но и обеспечат высокую производительность на случайных операциях: до 3 млн IOPS при чтении и 1,06 млн IOPS при записи. Время отклика для операций чтения заявлено на уровне 27 мкс, против 29 мкс у XL-FLASH первого поколения.

Kioxia полагает, что PCI Express 5.0 и CXL 1.x станут стандартами для серверных флеш-платформ класса SCM надолго — господство этих интерфейсов продлится минимум до конца 2025 года, лишь в 2026 году следует ожидать появления первых решений с поддержкой PCI Express 6.0. Активный переход на более новую версию CXL ожидается в течение 2025 года. Пока неизвестно, как планирует ответить на активность Kioxia другой крупный производитель флеш-памяти, Samsung Electronics, которая также располагает высокопроизводительной разновидностью NAND под названием Z-NAND.

На днях Intel устроила похороны Optane — быстрая, но не слишком технологичная в производстве память обошлась «синим» в полмиллиарда долларов убытков. Однако Optane хоть и был самым заметным и распространённым представителем SCM-решений (Storage Class Memory), но всё же не единственным. Вслед за Optane на рынок вышли Samsung Z-SSD, всё ещё крайне редкие.

Тем не менее, накопители с подобными характеристиками востребованы и рынок, как и природа, не терпит пустоты: сразу две компании, Kioxia и Everspin Technologies объявили о выпуске новых продуктов, способных заменить решения на базе 3D XPoint. Это XL-Flash и STT-MRAM соответственно.

Источник: Kioxia

Продукт Kioxia построен на тех же принципах, что и технология Z-SSD у Samsung: в основе лежит флеш-память, в данном случае это BiCS 3D-NAND, но работающая с меньшим количеством уровней на ячейку. В первом поколении XL-Flash фактически был реализован режим SLC (как и у Samsung), что делало такую память малоёмкой и дорогой. Сейчас Kioxia представила второе поколение, поддерживающее режим MLC, с двумя битами на ячейку.

При этом было увеличено количество слоёв, могущих работать параллельно, так что производительность не пострадала, а по имеющимся на момент анонса данным, даже возросла. Новое поколение XL-Flash будет доступно в чипах объёмом 256 Гбит, что вдвое больше показателя аналогичной памяти первого поколения. Kioxia справедливо считает, что её память найдёт применение в пулах CXL-памяти при построении ЦОД нового поколения.

Ячейка STT-MRAM. Источник: Everspin Technologies

Решение Everspin иное, хотя тоже принципиально не новое — магниторезистивная памяь (spin-transfer torque, STT) существует довольно давно. Она обладает крайне низкой латентностью, высокой энергоэффективностью, может хранить данные более 10 лет и практически не изнашивается, но обладает и серьёзным недостатком: низкой плотностью хранения данных. До недавних пор на основе STT-MRAM производились лишь кеширующие или встраиваемые в другие решения модули крайне ограниченного объёма, не превышающего 1–2 Гбайт.

Новое поколение, EM128LX, представленное Everspin Technologies, имеет ёмкость 128 Мбит на чип, что вдвое больше предыдущего EM064LX. Производительность записи составляет до 233 Мбайт/с. Новинка предназначена, в основном, для встраиваемых систем, в том числе на базе FPGA. Она будет поставляться на рынок в двух вариантах исполнения: 24-контактном BGA и 8-контактном DFN. В обоих случаях используется интерфейс xSPI. Массовые поставки Everspin планирует начать в начале следующего года.

Компания Goke Microelectronics объявила о разработке твердотельных накопителей (SSD) корпоративного класса на основе памяти Toshiba XL-Flash.

Напомним, что XL-Flash является конкурентом Optane и по сравнению с обычной флеш-памятью NAND обладает значительно меньшими задержками, более высокой скоростью передачи данных и возросшей вместимостью. Используется технология SLC — один бит информации в ячейке.

Но вернёмся к анонсированным накопителям. Они объединены в серию Goke 2311: вместимость устройств достигает 4 Тбайт.

В накопителях задействован контроллер собственной разработки Goke. Подключение осуществляется через интерфейс PCIe Gen3 x4. Заявленная скорость чтения информации достигает 3 Гбайт/с, скорость записи — 1 Гбайт/с.

Утверждается, что серийные изделия Goke 2311 смогут похвастаться задержкой менее 15 мкс при произвольном чтении данных блоками по 4 Кбайт.

Массовый выпуск устройств планируется организовать в 2020 году. О цене ничего не сообщается.

Компания Smart IOPS анонсировала накопители корпоративного класса Unobtanium FN, предназначенные для использования в составе систем с высокими требованиями к задержкам и производительности.

Основа решений — память XL-FLASH, представленная корпорацией Toshiba на этой неделе. По сравнению с обычной флеш-памятью NAND изделия XL-FLASH обладают значительно меньшими задержками (менее 5 мкс на операциях чтения) и более высокой скоростью передачи данных.

Утверждается, что накопители Unobtanium FN способны выполнять до 1 700 000 операций в секунду при произвольном чтении информации и до 800 000 операций в секунду при произвольной записи. Производитель также заявляет, что типичная задержка для случайного чтения составляет 30 мкс, а для случайного чтения с глубиной очереди 16 она равна 75 мкс (99,999% QoS).

Устройства обладают достаточно высокой надёжностью. Они рассчитаны на 15 полных перезаписей в течение суток на протяжении пятилетнего срока.

Накопители Unobtanium FN будут предлагаться в виде карт расширения и в 2,5-дюймовом форм-факторе. Поначалу Smart IOPS предложит версии вместимостью 800 Гбайт, 1,6 Тбайт и 3,2 Тбайт. В дальнейшем может быть выпущена модель ёмкостью 6,4 Тбайт.

Компания Toshiba Memory America анонсировала память XL-FLASH, которая будет применяться в устройствах хранения для дата-центров и накопителях корпоративного класса.

Об особенностях памяти XL-FLASH можно узнать в нашем материале. В её основе — технология BiCS FLASH 3D, при этом предусматривается хранение только одного бита информации в ячейке (SLC).

По сути, XL-FLASH предстоит занять промежуточное положение между DRAM и NAND. По сравнению с обычной флеш-памятью NAND новые изделия обладают значительно меньшими задержками (менее 5 мкс на операциях чтения), более высокой скоростью передачи данных и возросшей вместимостью. Если же сравнивать с DRAM, то цена XL-FLASH в расчёте на единицу данных окажется существенно ниже. XL-FLASH может составить конкуренцию памяти 3D XPoint и продуктам Intel Optane Memory на её основе.

Поначалу Toshiba наладит выпуск 128-гигабитных кристаллов XL-FLASH в массиве из двух, четырех и восьми штук в одном корпусе. Таким образом, ёмкость составит 32 Гбайт, 64 Гбайт и 128 Гбайт.

Пробные поставки изделий будут организованы в сентябре, а начало массового производства намечено на 2020 год. Цена пока не раскрывается.