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宜鼎開啟工控Flash三大技術新趨勢

  • 李佳玲

宜鼎國際工控Flash事業處協理吳錫熙表示,未來藉由軟體來監控儲存裝置的運作狀態,預測儲存裝置的使用期限,將越來越重要。
宜鼎國際工控Flash事業處協理吳錫熙表示,未來藉由軟體來監控儲存裝置的運作狀態,預測儲存裝置的使用期限,將越來越重要。

固態硬碟(SSD)在2012年市場有長足的成長,可說是記憶體市場的明星產品。根據市調機構iSuppli預估,SSD在2012年的總出貨量,成長達2011年的1.65倍。然而,工控SSD的市場也經歷了一場不小的變化,面對這些變化,宜鼎國際(Innodisk)累積出來不少技術變革動能在2013年蓄勢待發。

首先,MLC Flash的市場比想像中快速成長,然而新製程所帶來MLC的限制,讓SSD產品的後端設計成為重要的角色,以補足原廠Flash的限制。面對市場所帶來的快速變化,宜鼎國際已備妥相對應的解決方案,開啟MLC的更多可能。

宜鼎iSMART 3.0新增可顯示SSD Wear-leveling的功能,可掌握即時平均抹寫的狀態,確保資料保存完整。iSMART還能顯示個別儲存裝置的一般使用狀態,預測使用壽命,提醒使用者更換SSD。

宜鼎iSMART 3.0新增可顯示SSD Wear-leveling的功能,可掌握即時平均抹寫的狀態,確保資料保存完整。iSMART還能顯示個別儲存裝置的一般使用狀態,預測使用壽命,提醒使用者更換SSD。

再者,在消費市場已經是主流的SATA III介面,其幾乎是SATA II兩倍的高速讀寫速度,2013年也將在工控市場嶄露頭角,未來絕對是工控應用的主流介面之一。過去半年來,宜鼎國際積極投入研發資源,2013年第1季推出的第1波SATAIII產品為2.5吋SSD,其後還會陸續推出SATADOM、mSATA等產品。

除此之外,微型化潮流已有一段時間,受到Intel新制定並被多家大廠認可的NGFF標準,能讓微型化產品的資料讀寫速度倍數增加,在2013年絕對會讓微型化成為勢不可擋的主流。宜鼎國際以生產微型化模組在業界立足,搭載Pin 7專利的SATADOM一直以來都是最重要的產品線,面對下一代的微型化標準產生,宜鼎也將在2013年推出NGFF介面的微型化產品。

趨勢一:後端設計能力將左右Flash整體表現

SSD市場逐年成長,大量的SSD應用帶動快閃記憶體(Flash)製程不斷推陳出新,使得Flash價格更為親民。過去,SLC Flash的高穩定性在工控領域獲得青睞,但隨著SLC與MLC價格差距拉大,使得不少輕工業應用轉而選擇MLC,讓MLC Flash快速崛起。

MLC具有價格優勢,但可惜的是應用在工控領域卻有不少考驗。這些考驗大部分是來自MLC先天的限制,其中最大的致命傷便是可靠度與耐受度不佳。這是因為MLC的電壓容許性比起SLC小,容易產生ECC Error,所以需要更多ECC Correction才能確保資料正確,導致MLC比起SLC的穩定性要差。此外,資料保存(Data retention)的時間也較短。

以上所提及是MLC較為人熟知的限制,但是更容易遭人忽略的是隨著Flash製程演進,MLC的品質將出現更多限制。2X奈米製程MLC Flash的P/E Cycle只剩下3,000次,僅為3X奈米製程MLC Flash的6成 (3X奈米製程MLC Flash的P/E Cycle是5,000次)。除了P/E Cycle減少之外,ECC bit數還會增加,2X奈米製程的MLC的ECC bit數為24,到了1X奈米會增加到40,幾乎是倍數成長。

當客戶因為成本考量而想要採用品質逐漸下降的MLC Flash產品時,就必須要依賴Module house強大的後端設計能力。宜鼎國際提出一系列領先業界的突破性技術,解決MLC原生的限制,像是為了解決MLC不耐低溫的特性,以Thermal sensor感測Flash運作的溫度,當溫度過低時,就以Thermal pad加熱,維持Flash溫度,確保其正常運作。

宜鼎國際擅長藉由韌體硬體的設計去優化原廠產品的耐受度與穩定性,於2012年第4季發表了一系列iSLC產品,藉由調整韌體同時強化Flash效能、穩定性與耐受度。

按照Flash的原理,MLC的每個儲存單位,總共有2個儲存位元,4個儲存狀態,分別為00, 01, 10,11,而SLC則是每個儲存單位僅有1個儲存位元,2個儲存狀態,分別為0和1,而iSLC就是調整MLC上的韌體,讓每個儲存單位也僅有0和1的儲存狀態。

宜鼎國際工控Flash事業處協理吳錫熙表示,宜鼎擁有優異的Flash篩選技術,選擇最頂級的MLC Flash,搭配上獨家韌體技術,讓iSLC產品能具有如同SLC的效能、穩定度和使用壽命,但卻維持價格的合理性。

另外,一個好的儲存裝置監控工具也是非常必要的。宜鼎國際新出爐的iSMART 3.0版,可監控所有系統內部的儲存裝置,查詢各個儲存裝置的資料讀寫速度、使用壽命。對於在工控領域使用相對不穩定的MLC產品時,監控工具能即時提醒裝置運作狀況,同時提醒使用者儲存裝置剩餘壽命,才能及早進行汰換準備工作。新版iSMART還能以圖像化的方式顯示出儲存裝置Wear-Leveling的狀況。

趨勢二:SATA III將在2013工控應用嶄露頭角

SATA III (6.0 Gb/s)是2009年由Serial ATA Working Group所制定出來的標準,可向下相容於SATA II與SATA I,在消費市場上已經是主要的介面規格。然而,由於工控領域講究零件的穩定性,因此直到目前為止,工控領域的應用仍以SATA II為主流。有鑑於SATA III於消費市場應用多年,其介面的技術已相當成熟,尤其是理論值可達600MB/s的高速,相當適合用於工控領域。

宜鼎國際將SATA III SSD插入SATA II的平台上進行測試,其讀寫速度會大幅提升將近1倍,外加設置睡眠(Slumber)和休眠模式(Device sleep mode)的低耗電設計,經過內部半年多的研發後,2013年上半年就會陸續推出SATA III的產品,包括SSD、SATA DOM、mSATA、CFast、SATA Slim、NGFF等。

趨勢三:微型化將成主流

微型化不僅限於消費市場,同樣的,在工控市場也持續朝這個方向邁進,未來一年不僅是趨勢,也可望變成主流。以目前工控領域的應用特質,絕大多數主機板設計都有節省空間的需求,尤其是行動化帶動工業裝置越來越輕薄短小,更加壓縮主機板上的空間。微型化已經是多年來的浪潮,過去多以mSATA為微型化產品的主流標準,但由於mSATA受制於PCB版上可布置的快閃記憶體數量,因此不利於大容量的應用。

隨著Intel所制定的NGFF標準,同時也受到許多記憶體大廠的認可後,其中有關SSD插槽標準的制定,將舒緩原先的限制,而且在速度上也會大躍進,對於工控領域出貨量最大的2GB-16GB容量也會大有幫助。宜鼎國際以微型化產品領先業界,過去SATADOM系列一直維持良好口碑,未來也將跟進此新標準,並在2013下半年推出相關產品。

宜鼎國際運用內部的研發專業知識,開發出領先全球資料儲存裝置及記憶體模組產品,符合嚴格的航太、國防、工業、嵌入式等各種關鍵性應用要求,從獨特的功能、外型到特殊的韌體設計,我們的硬體、軟體及韌體工程師支援團隊隨時為客戶打造最適合的客製化解決方案。

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