понедельник, 12 сентября 2016 г.

Everspin демонстрирует самый быстрый SSD - 1,5 миллиона IOPS на запись.

    С конца.
    На мероприятии GLOBAL FOUNDRIES Technical Conference 2016 будет продемонстрирован самый быстрый в мире SSD. Устоявшаяся скорость записи сего накопителя 1,5 миллиона IOPS. Выполнен он в конструктиве NVMe PCIe SSD (само собой - ну, а как еще обеспечить поступление данных с подобной скоростью на входе?). В чем секрет таких скоростей? В основе накопителя новsе 256Мб чипы памяти перпендикулярной ST-MRAM, разработанные Everspin.

   Теперь с начала.
http://www.mram-info.com/stt-mram

    STT-MRAM, также называемый STT-RAM, ST-MRAM или ST-RAM - передовой тип устройств магнитной записи.
STT-MRAM имеет потенциал, чтобы стать ведущей технологией хранения данных, посткольку это запоминающее устройство:
- высокой производительности (в потенциале - быстрее памяти DRAM и даже SRAM);
- плотности (могут производиться по нормам значительно ниже 10нм);
- низкой стоимости (могут бросить вызов стоимости производства флэш-памяти);
... и не забываем - память в основе магнитная, т.е. - ЭНЕРГОНЕЗАВИСИМАЯ и произвольного доступа (Random-Access Memory)!
    Просто чудесные свойства, не правда ли?
    Исследованиями и разработками устройств MRAM занимается ряд компаний, в числе которых: IBM, Samsung, Everspin, Avalanche Technologies, Spin Transfer Technologies, Crocus.

    STT - Spin-transfer torque. Эффект , при котором ориентация магнитного слоя в магнитных туннельных переходах (или спиновом клапане) может быть изменена с помощью спин-поляризованного тока. 
Электрический ток создается движением носителей заряда - электронов, имеющим свойство, известное как спин, которая является малой величиной углового момента, присущего носителю. Электрический ток, как правило, не поляризован, т.е. состоит из равного количества частиц с противоположными спинами (не уверен - как правильно склоняется это слово). Спин-поляризованный ток создается большим количеством электронов с одинаковым спином.
При пропускании тока через толстый магнитный слой (обычно называемый "фиксированный слой", Fixed Layer), можно создать спин-поляризованный ток. Если этот спин-поляризованный ток направлен (через не-магнитный, "барьерный слой", Barrier Layer - отсюда возникает слово "туннель") во второй, более тонкий магнитный слой ( "свободный слой", Free Layer), угловой момент может быть передан в этот слой, изменяя его ориентацию. Это может привести к  возбуждению колебаний или даже изменению направления намагниченности. Эффекты, как правило, можно увидеть только в нанометровом масштабе устройств (в нанотехнологиях мы разве еще не впереди планеты всей??).
    Собственно, схема перпендикулярной pMTJ STT-MRAM ячейки памяти довольно сложная (приводится в сравнении со структурой планарной (MTJ) ячейки):

    9 августа 2016 Everspin заявил о готовности отгружать пробные партии 256МБ чипов
EMD3D256MB, произведенных по технологии перпендикулярной, pMTJ STT-MRAM. Это уже третье поколение технологии.

    9 сентября 2016 Aupera Technologies анонсировала готовый продукт - SSD в формате M.2. 128МБ модуль Aup-AXL-M128 будет использован в качестве носителя в All-Flash СХД компании. (Что-то не сходится в емкости представленных устройств, или компании путаются в показаниях?...)
http://www.auperatech.com/news/aupera-reveals-mram-enabled-m-2-storage-module-based-everspins-newest-256mb-perpendicular-spin-torque-mram/    - видимо, он и будет представлен на вышеупомянутом шоу.
    Другие типы современной памяти наряду с STT-MRAM и некоторые тренды упрощенно описаны тут и тут

PS   У технологии, несмотря на предельную новизну, уже появился конкурент - "spin–orbit torque", или SOT. Продолжение следует...

PPS    Это кажется - что подобные устройства столь далеки... Как оказалось - несложный поиск приведет к отечественным поставщикам электронных компонентов, в каталоге которых есть модули MRAM от Everspin
    

вторник, 6 сентября 2016 г.

ARM стал японским

    18 сентября 2016 японский интернет и телекоммуникационный конгломерат SoftBank Group Corp приобрел разработчика чипов и программного обеспечения ARM

http://www.wsj.com/articles/softbank-agrees-to-buy-arm-holdings-for-more-than-32-billion-1468808434

понедельник, 5 сентября 2016 г.

JBOF - Just A Bunch of Flashdrives

    Одновременно с понятием All Flash массив (массив, состоящий исключительно из накопителей на базе флеш-технологии) появился акроним JBOF (Just A Bunch of Flashdrives) - дисковая полка, ориентированная на установку флеш-накопителей.

    Пока не очень распространенное понятие, поисковик выдает лишь презентацию Facebook'овского All Flash решения. Может быть, они же и придумали акроним.

    По идее - в первую очередь, JBOF должен отличаться от обычного JBOD интерфейсом. SATA или SAS SSD никто не запрещает ставить в обычный JBOD. И даже при полной набивке JBODа накопителями SSD, суть его не меняется - он остается JBODом.
    Но если та же дисковая полка использует NVMe интерфейс подключения дисков - это да, кардинальное отличие, ориентированное исключительно на флеш-накопители и позволяющее выжать максимум производительности из дисковой системы. В таком случае, мы с полной уверенностью можем назвать дисковую полку JBOF!

среда, 31 августа 2016 г.

NVMe - что это? Обзор

    Вольный перевод обзорной листовки, представленной на сайте организации
http://www.nvmexpress.org/white-papers/
Собственно, документ:  http://www.nvmexpress.org/wp-content/uploads/NVMe_Overview.pdf


    NVM Express® (NVMe ™) - высокопроизводительный и масштабируемый интерфейс хост-контроллера. Оптимизирован для удовлетворения потребностей систем предприятия и клиентских систем, использующих твердотельные накопители с интерфейсом PCI Express®.

    Интерфейс разработан, чтобы выйти за рамки "древней" технологии жесткого диска, NVMe построен с нуля и учитывает особенности работы с энергонезависимой памятью (NVM, Non-volatile memory - https://ru.wikipedia.org/wiki/Энергонезависимая_память). NVMe предназначен для обеспечения эффективного доступа к устройствам хранения данных на энергонезависимой памяти, построенных как на современной технологии NAND флэш, так и на будущих высокопроизводительных типах памяти.

    Есть несколько ключевых характеристик, на которые ориентирован NVMe - пропускная способность, IOPs (количество операций ввода/вывода в секунду) и латентность (вносимые задержки).
    Например, максимально возможное значение IOPs для интерфейса Serial ATA - 200 000, в то время как устройства NVMe уже продемонстрировали уровень более 1 000 000 IOPS.

    Поскольку NVMe поддерживает передачу как через собственную структуру, так и  Fibre Channel fabric в качестве транспортного протокола (NVME Over Fabrics, NVMe Over Fibre Channel - обзор Qlogic ), а также прямой доступ к памяти  RDMA), NVM Express может поддерживать гораздо более высокую пропускную способность, чем  SATA или SAS. Например, хост-контроллер x4 PCI Express Gen3 (третьего поколения) обеспечивает скорость передачи 4 Гбит / с.
    Наконец, запоминающие устройства следующих поколений - как видится - будут иметь задержку на чтение, составляющую микросекунды. Для оптимальной работы с такими системами потребуется протокол, обеспечивающий суммарную задержку канала передачи из конца в конец менее 10 микросекунд, включая задержки, привносимые программным обеспечением.

    NVMe представляет собой комплексную законченную архитектуру хранения, включающую как средства (стек) программного обеспечения, так и аппаратные устройства и системы

    ИСТОРИЯ

    NVM Express Work Group - рабочая группа NVM Express зарегистрирована в 2014 году как консорциум и отвечает за разработку спецификаций протокола NVM Express.
    В настоящее время организация насчитывает более 100 компаний-членов. Заинтересованные в присоединении должны посетить www.nvmexpress.org/join-nvme.

    Версия 1.0 спецификации NVM Express, разработанная совместно компаниями-членами, была выпущен на 1 марта 2011г. Версия 1.1 спецификации была выпущена 11 октября 2012 года, а версия 1.2 - 3 ноября 2014.
    В ноябре 2015 г. выпущена спецификация Интерфейс Управления NVM Express (NVMe-MI), обеспечивающая управление удаленными компонентами и системами NVMe. NVMe-MI реализует общую базовую функцию управления всеми установленными устройствами и системами NVMe и метод расширения функционала дополнительными функциями. Команды интерфейса управления реализуют:
- запрос и настройку конфигурации,
- запрос текущего состояния системы,
- управление встроенным программным обеспечением,
- управления пространством имен
-, управление безопасностью
и т.д.
    Организация NVM Express в настоящее время работает над версией 1.3, которая, как ожидается, будет завершена в течение 2016 года. Версия 1.3 учитывает особенности мобильных устройств, в частности - их потребность в режиме низкого энергопотребления. Когда версия 1.3 будет завершена, NVMe станет единственным интерфейсом систем хранения данных, доступным как с мобильных устройств, так и с систем хранения ЦОД.
    Видя необходимость в управлении большим количеством устройств в системе, а также управление устройствами, расположенными на расстоянии, консорциум начал в 2014 и закончил в 2016 году работу над спецификацией NVMe Express over Fabrics, обеспецивающей доступ к отдельным устройствам NVMe и к целым системам хранения NVMe через сети, такие как Ethernet, Fibre Channel и InfiniBand®,


    ПРЕИМУЩЕСТВА ИНТЕРФЕЙСА

    Так как NVMe как протокол хранения разработан с нуля, он не имеет ограничений, присущих протоколам хранения данных, предназначенных для жестких дисков.
    Протокол NVMe поддерживает несколько глубоких очередей, что является усовершенствованием по сравнению с традиционными протоколами SAS и SATA. Типичные устройства SAS поддерживает до 256 команд и устройств SATA поддерживают до 32 команд в одной очереди. Эти показатели были достаточными для технологий жестких дисков, но не соответствуют возможностям, соответствующим устройствам текущего и следующих поколений NVM технологий.
    В противоположность этому, NVMe поддерживает команды 64K в очереди и до 64К очередей. Эти очереди сконструированы таким образом, что команды ввода / вывода и ответы на эти команды обрабатываются на одном и том же ядре процессора. Каждое приложение или поток может иметь свою собственную независимую очередь, поэтому не требуется блокировка ввода / вывода. В случае необходимости, можно использовать возможности параллельной обработки многоядерных процессоров. NVMe также поддерживает MSI-X (Message Signaled Interrupts, MSI, Прерывания, инициируемые сообщениями) и управление прерываниями, которые предотвращают возникновение узких мест (бутылочных горлышек) на уровне процессора и позволяет существенно повысить масштабируемость системы.


.    Ответ на запрос к устройству NVM возвращается на обработку в то же ядро, которое формировало запрос. Эффективнее возобновить прерванный в случае надобности процесс. Прерывание в ядре инициируется пришедшим от устройства ответом. Ядро процессора не простаивает попусту, но оперативно включается в работу по получении ответа от устройства.

    Кроме того, NVMe имеет более простой набор команд, составляющий меньше половины числа тактов, необходимых процессору для обработки запросов ввода / вывода SAS или SATA. Благодаря этому, достигается более высокий показатель IOPS за такт инструкций процессора. NVMe также поддерживает расширенные функции - например, управление питанием, выводящие общую эффективность интерфейса за рамки только ввода / вывода.

Диаграмма Относительных IOPS/ ядро процессора для различных SAS, SATA интерфейсов в сравнении с NVMe

Сравнительная диаграмма циклов процессора / операций ввода-вывода для различных SAS, SATA интерфейсов в сравнении с NVMe


среда, 24 августа 2016 г.

Новый саммит Flashmemorysummit. Samsung с 32TB SAS SSD и 64-слойными чипами vertical NAND (V-NAND) без наград.

http://www.storagereview.com/samsung_introduces_64layer_vnand_a_32tb_sas_ssd


Новый саммит Flashmemorysummit - новые рекорды. 100TB SSD Toshiba - начнем производство хоть сейчас!

http://www.theregister.co.uk/2016/08/10/toshiba_100tb_qlc_ssd/

   Toshiba хоть сейчас готов производить 100-терабайтные накопители SSD на чипах с технологией Quad-level cell (QLC) http://www.theregister.co.uk/2016/07/28/qlc_flash_primer/
   Сей монстр емкости готов потреблять в активном состоянии лишь 9Вт. В спящем - 100мВт.

Новый саммит Flashmemorysummit - новые рекорды. Сигейт

http://www.flashmemorysummit.com/English/News_Info/BOS_Winners.html
http://www.theregister.co.uk/2016/08/09/flashy_seagate_demonstrates_monster_60tb_ssd/

Победа в разделе:

Most Innovative Flash Memory Technology

Product: 60TB SAS SSD
Category: Device
Company: Seagate

   Да, такой вот прототип в 3,5-дюймовом форм-факторе, содержащий более 1000 Micron 3D NAND чипов 1100 серии.
   Что ж, темпы роста плотности можно сравнить с недавно вышедшими на рынок 10TB гелиевыми HDD. Во сколько раз цена 60-терабайтного SSD выше 10-терабайтного винчестера сейчас не особенно интересует, важно техническое достижение. Когда выйдет промышленно и кому действительно надо - купят..  :)
   Выход в свет накопителя обещан в 2017 году.

   Там же представлен еще один продукт Сигейт - 8TB NVMe, почему-то не отмеченный на этот раз наградами..  :) Nytro NVMe drive XP7200.

   В категории Most Innovative Flash Memory Consumer Application награда досталась BG Series NVMe SSD Toshiba Corporation.

   ИтакNytro NVMe drive XP7200.
940 000 и 160 000 IOPS соответственно - случайное чтение и запись.  10GB/s скорость последовательного чтения и 3.6GB/s - такой же записи. Карта имеет интерфейс 16x PCIe gen 3.
   Плановый выход продукта в партнерский канал - конец 2016.

PS На сайте собственно Seagate - молчок.