Твердотельные накопители: цена против надёжности

1.

Твердотельные накопители:
цена против надёжности
Дмитрий Воронков
Технический директор

2.

Риски потери данных при использовании
некачественных устройств
В корпоративном сегменте и госсекторе при использовании
обычных бытовых USB накопителей существует риск потери
важной информации.
Основные применения накопителей, где критична потеря данных:
• перенос важных документов и презентаций
• бэкап информации
• длительное хранение данных
• хранение ключей и т.д.
Низкая стоимость привлекательна, но потеря важной
информации или невозможность ей вовремя воспользоваться
неприемлемы для бизнес-процессов компаний

3.

Архитектура твердотельных накопителей
Твердотельный накопитель включает в свой состав два основных компонента:
Контроллер
ВПО Контроллера – Основные функции
Основной элемент твердотельного накопителя, реализующий весь
необходимый функционал обработки данных и передачи их между
интерфейсом пользователя и энергонезависимой памятью.
NAND флеш-память
Микросхема или массив микросхем, формирующих объём
энергонезависимой памяти накопителя (интерфейс Open Nand Flash
Interface (ONFI) / Toggle).
Flash Translation Layer (FTL) –уровень трансляции логических и
физических адресов
Wear-leveling (WL) - выравнивание износа блоков NAND флешпамяти
Bad Block Management (BBM) – управление
неработоспособными (неисправными) блоками
Garbage collection (GC) – освобождения не полностью занятых
блоков
Контроль накопленных ошибок и их устранение
Сохранение данных при выключении питания, в том числе,
внезапном

4.

Типы NAND флеш-памяти
Основные архитектурные особенности NAND флэш-памяти
Программирование и чтение данных выполняется страницами
Стирание данных выполняется блоками
Страницы в пределах блока должны программироваться строго в порядке
возрастания их номеров, повторное программирование не допускается
Надежность хранения данных низкая, поэтому требуется использовать коды
исправления битовых ошибок
Тип NAND-флэш памяти
Параметры (типовые значения)
Количество бит в одной ячейке
Стоимость (за Байт)
Максимальны объем памяти
в одной микросхеме, ГБайт
Число циклов перезаписи
Число битовых ошибок на 1К данных
SLC
MLC
TLC
QLC
1
2
3
4
++++
+++
++
+
32
64
1000
2000
100k
5k – 10k
1k – 3k
500 –
1k
24
60
100
120

5.

Факторы влияющие на сохранность данных
NAND флеш-память
!
Износ массива ячеек
памяти NAND
Искажение
информации при
длительном хранении
и операциях
записи/чтения
Контроллер
!
Возникновение ошибок
во встроенной и
внешней памяти
контроллера
Встроенное программное
обеспечение
!
Реализация функций
Wear-leveling, Bad Block
Management, контроль
накапливаемых ошибок
и их устранение
Подмена программного
обеспечения

6.

Способы удешевления твердотельных накопителей
Контроллер
Использование микросхем контроллеров без
дополнительных функциональных блоков контроля
целостности данных
NAND флеш-память
Использование демонтированных, дефектных, бракованных
микросхем памяти
Встроенное программное обеспечение
Экономия на разработке и тестировании

7.

Необходимость введения требований для
госсектора и корпоративного сегмента
В госсекторе и корпоративном сегменте
требования обеспечат:
• развитие культуры хранения информации
• возможность закупки надежных
накопителей
• доверенность накопителей информации
при использовании российской ЭКБ

8.

Дорожная карта развития направления
Введение требований по
надежности накопителей для
госсектора и корпоративного
сегмента
Выход на гражданские
массовые рынки бытовых
накопителей
Снижение стоимости за
счет масштаба
производства
Расширение линейки
продуктов

9.

КОНТРОЛЛЕРЫ ДЛЯ ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ НАКОПИТЕЛЕЙ
-40°С до + 65 °С
Рабочая температура
Поддержка
SLC, MLC, TLC (pSLC)
NAND флеш-памяти
Механизмы обеспечения надежности:
аппаратный алгоритм коррекции ошибок
выравнивание износа блоков
сборка мусора
поиск и замена неисправных блоков
Совместимость
стандартных
интерфейсов с
отечественными и
зарубежными
процессорами
Защита данных:
защита от внезапного отключения питания
защита встроенного ПО от модификации
сквозной контроль целостности данных
контроль температуры
SATA 6Gb/s, совместимый
с SATA 3Gb/s и SATA 1.5Gb/s
USB 3.0 (USB 3.2 Gen 1)
с поддержкой USB 2.0, USB 1.1
370/370 Мбайт/с
275/300 Мбайт/с
Ёмкость
до 4 Тбайт
до 2 Тбайт
Количество циклов перезаписи
до 40 000
до 40 000
Интерфейс
Скорость чтения/записи данных по
последовательным адресам

10.

ДОВЕРЕННЫЙ ФЛЕШ-НАКОПИТЕЛЬ С
ИНТЕРФЕЙСОМ USB 3.0
Контроллер NAND флеш-памяти
К1947ВК015
Собственный контроллер с аппаратной реализацией
функций работы с NAND Flash
Реализация дополнительных механизмов
информационной безопасности
До 40000 циклов перезаписи

11.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
г. Москва, проезд Завода Серп и Молот,
д. 10, БЦ Интеграл
8 (495) 978-28-70
[email protected]