SSD si opotřebované buňky spraví upečením. Vydrží tak 100 milionů přepisů

0

Rozmach disků typu SSD představoval ve světě počítačů snad nejdůležitější výkonnostní revoluci posledních deseti let. Tato svižná úložiště prakticky eliminovala letité problémy s pomalou odezvou při náhodném přístupu, bohužel ale přinesla také starosti s fyzickou výdrží disků. Paměť NAND, kterou SSD používají, totiž snese jen omezený počet zápisů, poté se opotřebované buňky stanou nepoužitelnými. Vyřešení této bolístky si lze slibovat od nahrazení paměti NAND nějakou novou technologií.

Občas se však vynoří i alternativní způsoby, jak výdrž SSD vylepšit. S jedním skutečně hezkým přišli výzkumníci firmy Macronix. Údajně dokáží zvýšit počet přepisovacích cyklů až za hranici sta milionů díky tomu, že se bude paměťový čip uvnitř periodicky takříkajíc opékat, ba grilovat. Zahřátím (či žíháním) na pár set stupňů se totiž podaří opotřebované buňky zregenerovat, takže se do nich opět bude dát ukládat data.

Problém je samozřejmě, jak takový mechanismus uplatnit v praxi. Co se integrace zdroje tepla do pouzdra čipu týče, ta by velkým problémem nebyla. Ono pečení ale jednak spotřebovává elektřinu, a teplo je samozřejmě také problémem samo o sobě (představte si, že je celý čip třeba zahřát na teplotu například 250 stupňů). Regenerováním je daný čip také vyřazen z provozu, takže by ho SSD během pečení nemohlo používat a data by pak musela být rekonstruována pomocí redundance, jako u poškozeného pole RAID.

Paměť NAND

Počin firmy Macronix tedy nespočívá v nějakém novém objevu, nýbrž toliko v překonání překážek spojených s tímto grilováním paměťových buněk. Přístup spočívá v tom, že neohřívají celý čip najednou. Komponenty produkující potřebné teplo jsou zcela miniaturní, takže žhaví vždy jen malý počet buněk (jejichž obsah se předtím přesune jinam). Musí být ovšem rozprostřeny po celém čipu.

Schéma

Elektrickými pulsy o trvání jen několika milisekund se lokálně zvýší teplota až na 800 °C. Dochází tak k žíhání, které stačí k regeneraci buňky, ovšem celkové uvolněné teplo není tak vysoké, aby představovalo závažnější problém. Potřebná energie ovšem o něco zvýší spotřebu. Díky tomu, že je možno obnovování buněk rozprostřít na dlouhou dobu (a ideálně ho provádět, když je úložiště nečinné), by tato údržba neměla mít příliš negativní efekt na provozní vlastnosti.

Dle výsledků výzkumného týmu se touto cestou podařilo udržet paměťovou buňku naživu i po absolvování 100 milionů přepisů. Což je proti hodnotám přinejlepším v řádu desetitisíců, na něž jsme zvyklí, docela velký skok. Výzkum dokonce naznačuje, že aplikace teploty zvyšuje rychlost vymazávání buňky, takže by se podobná metoda dala použít i k navýšení výkonu. Výsledky výzkumu budou Macronixem představeny na konferenci IEDM 2012 v San Francisku zhruba v půli prosince (decembra).

 

Vzhledem k nutným změnám v architektuře této „vytápěné“ NAND není jasné, za jak dlouho by se tento zlepšovák mohl dostat do běžného provozu. Zástupci firmy Macronix v tomto ohledu žádné odhady sdělit nechtěli. Vzhledem k tomu, že hledání technologií pro lepší disky SSD postupuje na několika frontách, je možné také to, že se technologie v praxi nikdy neuchytí, neboť výroba mezi tím přejde na zcela odlišný druh pamětí. Například na phase-change memory (PCRAM či také PRAM nebo PCM), která mimochodem také používá lokální ohřev – ale k zápisu samotnému.

Zdroje: Phys.org, IEEE Spectrum

Ohodnoťte tento článek!
Pokrývač aktuálního dění v PC hardwaru pro Cnews.cz * Má rád: sranda, levný hardware, x86, nemoderní umění, slušnost, ekologie, Tolkien * Nerád: trollové, nespravedlnost, snobí hardware, prosciutto