Твердотельные накопители Cruetech

Введение

Бренд Cruetech зарегистрирован в России. Его производственные мощности находятся в материковом Китае и Тайване. Cruetech предлагает бесплатную поставку образцов и возможность реализации индивидуальных проектов заказчиков (ODM-производство). Продукция бренда выпускается в диапазонах рабочей температуры, соответствующих коммерческому и промышленному исполнениям.

Продукцию бренда характеризуют дорожные карты по производству SSD-накопителей и трансиверов (рис. 1 и 2, соответственно). В этой статье рассматриваются SSD-накопители от Cruetech. Попутно отметим относительно низкие цены на накопители в сравнении с конкурентами. Это обстоятельство обусловлено умело выстроенными долгосрочными контрактными соглашениями с производителями и сбалансированному подбору технических параметров.

Рис. 1. Дорожная карта производства SSD-накопителей

Рис. 2. Дорожная карта производства трансиверов

Основные сведения об SSD-накопителях Cruetech

Компания производит SSD-накопители в широко распространенном форм-факторе 2,5 дюйма и в современном форм-фак­торе M.2 2280, что позволяет подобрать подходящий накопитель для оборудования разных лет выпуска и для разных задач. Накопители обоих типов построены на ячейках флэш-памяти 3D TLC NAND, реализующих запись 3 бит в ячейку.

Наверное, при использовании твердотельных накопителей главным вопросом является их ресурс. Это вполне закономерный вопрос, особенно учитывая, что при возрастании плотности записи уменьшается ресурс. Рассмотрим конкретный пример.

Ресурс SSD (в англоязычной транскрипции этот параметр называется Total Bytes Written, или TWB) компании Cruetech в форм-факторе 2,5 дюйма с объемом памяти 1 Тбайт составляет 750 Тбайт. Это означает возможность 750 раз полностью перезаписать память в течение всего срока службы.

Если память используется в домашнем компьютере, едва ли даже в случае интенсивного использования пользователю удастся перезаписывать более 200 Гбайт в течение дня. Таким образом, срок службы накопителя составит 750 000/200 = 3750 дней, или более 10 лет.

При эксплуатации в промышленных или коммерческих приложениях интенсивность использования памяти может быть и больше, и меньше, чем в приведенном примере. В этом случае в производственной линейке Cruetech имеется возможность выбрать подходящий для конкретного приложения вариант. Например, у SSD-на­копителя в форм-факторе M.2 2280 с объемом памяти 1 Тбайт величина TWB = 1500, что вдвое больше, чем в рассмотренном выше примере.

Заметим, что ресурс TWB определяется производителем при испытаниях в заводс­ких условиях. При работе в приложениях пользователя этот параметр может отличаться от указанного в документации. Например, использование режима TRIM позволяет продлить срок службы накопителя. Этот режим доступен для SSD-накопителя в форм-факторе M.2 2280, что позволяет очищать память от удаленных данных, чтобы упорядочить их расположение.

Напомним, что в случае HDD-накопи­теля удаленные операционной системой данные могут оставаться на диске. Эта особенность позволяет восстанавливать жесткий диск. Следовательно, при использовании режима TRIM восстановить удаленные данные на SSD-накопителе не удастся.

Заметим, что средний срок службы до отказа (MTBF) и показатель TWB никак не связаны друг с другом. MTBF в нашем случае можно трактовать как срок хранения данных при условии, что не будет превышен ресурс TWB, указанный в документации производителя.

Производительность твердотельных накопителей определяется стандартными тестами CrystalDiskMark и IOMeter. Тест CrystalDiskMark позволяет определить скорость чтения с произвольных секторов данных и скорость записи. Результаты теста CrystalDiskMark ниже, чем при последовательном чтении данных, но они ближе к практическому применению накопителей.

Тест IOMeter показывает число операций ввода/вывода в течение одной секунды. По результатам этого теста можно судить об эффективности накопителя в разных сценариях применения.

SSD-накопители Cruetech в форм-факторе 2,5 дюйма

SSD-накопители в форм-факторе 2,5 дюйма производятся в модификациях с объемом памяти 128, 256, 512 Гбайт и 1 Тбайт. Структурная схема этих накопителей приведена на рис. 3. Модификации накопителя и некоторые их основные параметры приведены в табл. 1. Кроме указанных в ней параметров необходимо упомянуть следующие характеристики накопителя:

• напряжение питания: 5,0 В;
• хост-интерфейс: SATA 1;
• скорость передачи данных SATA 1: до 550 Мбайт/с;
• совместимость с SATA со скоростями передачи данных 1,5 и 3 Гбит/с;
• MTBF: более 1 млн ч (более 100 лет);
• код LDPC с малой плотностью проверки на четность: 2 Кбайт;
• алгоритм выравнивания износа;
• встроенное формирование данных;
• сохранение редко используемых данных;
• изоляция поврежденных блоков;
• диапазон рабочей температуры: 0…70 или –40…85 °С.

Рис. 3. Структурная схема SSD-накопителей в форм-факторе

SSD-накопители Cruetech в форм-факторе M.2 2280

SSD-накопители в форм-факторе M.2 2280 производятся в модификациях с объемом памяти 128, 256, 512 Гбайт и 1 Тбайт. Структурная схема этих накопителей приведена на рис. 4. Модификации накопителя и некоторые их основные параметры приведены в табл. 2.

Рис. 4. Структурная схема SSD-накопителей в форм-факторе M.2 2280

Накопитель SSD в этом форм-факторе является более поздней разработкой, чем описанный выше, и потому он более функционален. Пожалуй, основным его преимуществом является интерфейс NVMe, разработанный специально для SSD-накопителей, который реализует прямую связь через шину РСIе. Таким образом, скорость записи и чтения данных у накопителей с интерфейсом NVMe в несколько раз выше, чем у их аналогов с SATA. Следует упомянуть также наличие дополнительных режимов пониженного энергопотребления.

Отметим и встроенные функции TRIM и SMART (Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology). Вторая функция позволяет накопителю контролировать собственную работоспособность и сообщать о потенциальных сбоях.

Дополним параметры SSD-накопителей в табл. 2 следующими характеристиками:

• напряжение питания: 3,3 В;
• интерфейс: PCIe Gen 3Ѕ4 совместимый с NVMe 1.3;
• частота ошибок необработанных битов (UBER): <1 сектора на 1016 бит чтения;
• MTBF: 1,5 млн ч (более 170 лет);
• статическое и динамическое выравнивание износа;
• мониторинг поврежденных блоков;
• сквозная защита тракта передачи данных;
• сохранение редко используемых данных;
• диапазон рабочей температуры:  0…70 или –40…85 °С.