Samsung показала свой первый SSD в форм-факторе BGA

На форуме Samsung SSD Forum Japan корпорация Samsung Electronics продемонстрировала свои первые твердотельные накопители (solid-state drives, SSDs) в корпусе образа BGA (ball grid array) — PM971. Несмотря на минимальные размеры форм-фактора, благодаря интерфейсу PCI Express и продвинутому контроллеру производительность новинки есть на весьма высоком уровне. Подобные накопители возможно применять в планшетах, гибридных конструкциях 2-в-1, ноутбуках и встраиваемых системах.

В последние годы твердотельные накопителей форм-фактора M.2 гораздо сократили объём пространства, занимаемого SSD внутри современных ПК. Однако, по мере того как компьютеры становятся всё компактней, их накопителям этих требуется уменьшаться вслед за ними. SSD в упаковке BGA значительно меньше, чем SSD в форм-факторе M.2, при этом вот уже чету лет разработчики платформ (например, Intel) продвигают такие накопители среди производителей ПК. В 2014 году Intel рассказала, что в то пора как SSD в упаковке типа M.2-2260 могут занимать 15 % пространства внутри гибридных ПК в форм-факторе 2-в-1, использование SSD в корпусе BGA существенно сокращает пространство необходимое накопителю и позволяет повысить размер аккумулятора примерно на 10%. Кроме того, во многих случаях использование накопителя в форм-факторе BGA позволить сжать толщину и улучшить тепловые характеристики по сравнению с модулями M.2, сообразно данным Intel. В результате, в будущем спрос на BGA накопители может вытянуться. Более того, спрос на фирменные однокристальные SSD вырос в последние кварталы.

SSD в корпусе BGA от Samsung

Samsung PM971 основан на новоиспеченном контроллере Photon, а также на NAND флеш-памяти типа MLC V-NAND. Никаких деталей о новом контроллере на данный момент нет, но есть вероятность, что у него кушать общие черты с тем, что используется внутри Samsung 750 Evo (минимальные размеры вследствие небольшого числа вычислительных ядер).

BGA SSD разработки Samsung

BGA SSD разработки Samsung

Samsung планирует предложить три версии SSD объёмом 128, 256 и 512 Гбайт. PM971 поддерживают скорость последовательного чтения до 1500 Мбайт/с, а также последовательную скорость записи до 600 Мбайт/с, что сообщает о том, что они используют интерфейс PCI Express 3.0. PM971 могут выполнять 190 тысяч операций ввода/вывода случайного чтения в секунду (input/output operations per second, IOPS), а также до 150 тысяч операций ввода/вывода случайной записи в секунду.

Samsung ничего не сообщает о внутренней архитектуре своего BGA SSD. При этом архитектура является важным аспектом, поскольку контроллер памяти NAND должен извлечь максимальную производительность из узкого числа NAND устройств по ограниченному числу каналов (при условии, разумеется, что внутренняя архитектура основана на промышленных стандартах). Кроме того, невесть, будет ли новый SSD совместим с предлагаемой рядом компаний спецификацией M.2 для твердотельных накопителей в корпусе BGA. Один-единственное, что известно о новых SSD сейчас, это то, что они меньше, чем SD-карты.

BGA SSD разработки Samsung

BGA SSD разработки Samsung

Samsung ожидает, что производители конструкций применят BGA-накопители для планшетов или гибридных ПК во второй половине 2016 года или в первой половине 2017 года.

Компании предлагают стандартизировать BGA SSD

Даже с учётом роста спроса на BGA накопители в однокристальном форм-факторе в заключительнее время, SSD в упаковке BGA не являются чем-то совершенно новым. Intel, Toshiba, SanDisk, Microsemi, Silicon Motion и отдельный другие предлагали SSD-накопители в корпусах BGA в течение многих лет различным производителям встраиваемых приложений, каким необходимо экономить место и применять устройства в жёстких условиях опоясывающей среды. В начале прошлого года Toshiba представила свои первые BGA SSD с интерфейсом PCIe, а в сентябре несколько членов PCI SIG (организация, какая занимается разработкой и стандартизацией PCIe интерфейса) предложили ряд механических стандартов для BGA SSD. Стандарты могли бы поддержать целому ряду компаний выйти на развивающийся рынок.

BGA SSD разработки Toshiba

BGA SSD разработки Toshiba

SSD в форм-факторе BGA с интерфейсом PCI Express 3.0 или Serial ATA будут долей спецификаций M.2. В настоящее время несколько членов организации PCI SIG (HP, Intel, Lenovo, Micron, SanDisk, Seagate и Toshiba) предлагают четыре образа одночиповых твердотельных решений для хранения данных: тип 1620, тип 2024, тип 2228 и тип 2828. Номера образов M.2 традиционно определяют ширину и длину устройства в миллиметрах, поэтому самый махонький SSD BGA будет иметь размеры 16 × 20 мм, в то время как самый большой BGA SSD будет поставляться в упаковке 28 × 28 мм. Твердотельные накопители в упаковке BGA будут владеть высоту до 2 мм (учитывая высоту шариков припоя).

BGA SSD, которые будут отвечать стандартам M.2, будут использовать те же типы сигналов, что и M.2 socket 3. Они будут надеяться на протоколы PCIe 3.0 или SATA 3.2, а также шины столы напряжением 1.2, 1.8 и 3.3 Вольта. Все однокристальные SSD-накопители используют равный набор контактов от M.2 типа 1620 (который напоминает тот, что используется BGA SSD производства Toshiba) для передачи этих и электроэнергии, при этом более крупные накопители имеют дополнительные механические контакты. Отдельный BGA SSD- могут быть размещены на модулях M.2, но подобные модули должны обеспечивать усилия 1,2 и 1,8 Вольта.

Форм-факторы M.2

Форм-факторы M.2

SSD в BGA корпусе не только имеют в своём составе NAND флеш-память, но и контроллер NAND, DRAM и все компоненты, какие могут быть необходимы для полностью функционального решения для хранения этих. С точки зрения программного обеспечения, BGA-накопители стандарта M.2 являются обыкновенными SSD с интерфейсом PCIe или SATA. В отличие от многочиповых упаковок производства Micron или Samsung, заключающихся из памяти DRAM и NAND, которые используются в ряде мобильных конструкций, BGA SSD-накопители являются полностью интегрированными системами хранения данных, какие могут быть подсоединены непосредственно к соответствующим хост-интерфейсам.

Предлагаемые спецификации M.2 для BGA SSD призваны предложить целый стандарт упаковки и функционирования однокристальных твердотельных накопителей разных производителей. Невесть, будут ли Samsung PM971 совместимы с предлагаемыми спецификациями, но стоит отметить, что компания является членом PCI SIG и обыкновенно делает продукцию в стандартных ​​форм-факторах.