msata SSD SATA 3Gbps msata SMG3B シリーズビッグデータ時代を支える薄型ミニサイズ長寿命 msata SSD 小型軽量で耐振動性にすぐれ高速起動低消費電力などを特長とする SSD( ソリッドステートドライブ ) が HDD に代わりさまざまな用途で利用されるよ

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ゆずささくいし
4 years ago
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Serial ATA International Organization(SATA-IO) が策定したシリアル ATA の新規格 msata を採用した小型 SSD

の msata SSD SMG3B シリーズはデータ信頼性耐久性データセキュリティーなどすべてにおいてすぐれた産業用 msata フラッシュモジュールです独自の

1 msata SSD SATA 3Gbps msata SMG3B シリーズビッグデータ時代を支える薄型ミニサイズ長寿命 msata SSD 小型軽量で耐振動性にすぐれ高速起動低消費電力などを特長とする SSD( ソリッドステートドライブ ) が HDD に代わりさまざまな用途で利用されるようになっています msata SSD は Serial ATA International Organization(SATA-IO) が策定したシリアル ATA の新規格 msata を採用した小型 SSD 規格策定当初は主にタブレット PC やネットブックなどで採用されていましたが最近では省スペース化が要求される組み込み用途や産業用途でもしだいに採用が広がっています TDK の msata SSD SMG3B シリーズはデータ信頼性耐久性データセキュリティーなどすべてにおいてすぐれた産業用 msata フラッシュモジュールです独自の追書き方式や高度 Global Static ウェアレベリングによりストレージ寿命を飛躍的に向上非構造化データやリアルタイムデータが大量集積されるビッグデータ時代に最適なストレージです 01

2 ビッグデータ時代の到来によりデータサーバの最適処理が課題に (1) スマートフォンの普及によって 2006 年頃から通信量は急増 2011 年には 1.8ZB( ゼッタバイト )/ 年に達し 2015 年には国内だけで月平均で 60 万 TB( テラバイト )/ 月に達すると予測されていますこれは動画などの大容量ストリーミングデータの増大によってのみ引き起こされているわけではありませんむしろ制御信号や位置情報の自動発信を始めとして比較的小さいサイズのデータが大量に且つ頻繁に更新されるいわゆるビッグデータ化の急速な進展に注目する必要があります爆発的に増える情報量 ( エクサバイト ) 1,800 1,400 1, 年 ~2010 年の 4 年間で 6 倍 1.8 ゼッタバイト 2011 年さらに 1 年間で 2 倍紀元前 40, エクサ (Exa) バイト =10 9 GB 1ゼッタ (Zetta) バイト =10 12 GB 1993 出典 :Horison Information Strategies, cited from Storage: New Game New Rules. 出典 :Information Data Corporation. The Diverse and Exploding Digital Universe,2008. 壁画紙印刷 1450 電話コンピュータ Internet DARPA ( インターネットの原型 ) World Wide Web ( 現在のインターネット ) ( 年 ) 988 エクサバイト 2010 年 161 エクサバイト 2006 年 32 エクサバイト 2003 年 6.2 エクサバイト 2000 年国内携帯電話およびスマートフォンの出荷台数と通信料の推移 ( 予測 ) 出荷台数 ( 万台 ) 通信量 ( 万テラバイト / 月 ) 従来型携帯電話スマートフォン ( 年度 ) 通信量 02

ビッグデータ時代の到来によりデータサーバの最適処理が課題に (2) このためデータセンターや基地局ではデータサーバの最適化処理が迫られるようになりましたその手法の1

をカバーする多数の基地局のネットワークで構成されていますしかし都心でも電波が届きにくい不感地帯がありそこには半径数 m を範囲とする超小型の基地局が設置されるようになりましたこれは

ビッグデータ対応を進める動きも加速していますこれは大容量 HDD をメインストレージとしながらも高速アクセスを特長とするSSD をそのキャッシュストレージとして使用するなど

多くのユーザが利用する地下街などのフェムトセルでは比較的小さいサイズのデータが大集積される傾向にあり SSD 内ではデータが断片化されて格納されてしまいますさらには

のmSATA SSD SMG3B シリーズです通信ネットワークとフェムトセル基地局 FTTH xdsl 地下街などでは半径数 m をカバーするフェムトセル基地局が設置され

3 ビッグデータ時代の到来によりデータサーバの最適処理が課題に (2) このためデータセンターや基地局ではデータサーバの最適化処理が迫られるようになりましたその手法の1 つがデータセンター基地局のローカル化です例えば携帯電話などの移動体通信システムは半径 500m ~ 数 km の程度の範囲 ( セル ) をカバーする多数の基地局のネットワークで構成されていますしかし都心でも電波が届きにくい不感地帯がありそこには半径数 m を範囲とする超小型の基地局が設置されるようになりましたこれはごく小さなセルという意味でフェムトセルと呼ばれます地下街などでも携帯電話が使えるようになったのはフェムトセルの普及によるものです一方でストレージシステムの階層化によりビッグデータ対応を進める動きも加速していますこれは大容量 HDD をメインストレージとしながらも高速アクセスを特長とするSSD をそのキャッシュストレージとして使用するなど各種ストレージを階層的に組み合わせてシステムの効率化を図る技術です先述したフェムトセル基地局などでも HDD とともにSSD を利用した小型サーバの需要が伸びていますところが多くのユーザが利用する地下街などのフェムトセルでは比較的小さいサイズのデータが大集積される傾向にあり SSD 内ではデータが断片化されて格納されてしまいますさらにはこうした利用形態では書き換え頻度がきわめて高くなるために SSD の弱点である寿命が課題になってきますこうしたビッグデータ時代ならではのSSD ソリューションとして開発したのが TDK のmSATA SSD SMG3B シリーズです通信ネットワークとフェムトセル基地局 FTTH xdsl 地下街などでは半径数 m をカバーするフェムトセル基地局が設置され電波の届きにくい不感地帯をなくしているストレージシステム最適処理のための階層化 DRAM(1 ) SSD SAS HDD( ) SATA HDD ( ) 利用頻度の高いデータは高速の SSD に利用頻度の低いデータは下位のストレージに自動的に振り分けたりしてシステム全体の効率化を図る 03

4 消去が少ない追書き方式を採用しストレージ寿命を大幅に向上 (1) TDK の msata SSD SMG3B シリーズに搭載されている SSD コントローラ IC GBDriver RS3 には追書き機能が装備され消去が少ない効率的な書き換えによりストレージ寿命の大幅な向上を実現しています本方式は特に小さいデータを書き換える場合に有効な書き込み方式です通常方式と追書き方式の書き換え手順の違いを下記します通常方式の書き換え手順例あるブロック A の内のデータ ( 色部 ) を書き換える場合注 ) はページ 30 を意味します通常の書き換え手順では下図のように Wrrte:Erase が 1:1 となりとくに少セクタ書き換えの場合書き換え ( 消去 ) 回数の消費につながりドライブ寿命の観点から望ましくありませんブロックA ブロックB ブロックA 1 ブロック A の ~29 をブロック B にコピー 2 書き換えたいデータを含むを New Page としてに書き込む 3 ブロック A の ~63 をブロック B にコピー 4 ブロック A の無効データを消去このケースではの 1 ページを書き換えるために 64 倍の 64 ページが書き換えられることになり (Write Amplification=64) 書き換え寿命が加速度的に劣化することになります追書き方式の書き換え手順例あるブロック A の内のデータ ( 色部 ) を書き換える場合注 ) はページ 30 を意味します TDK の msata SSD SMG3B シリーズに装備されている追書き方式では次のような書き換え手順によりストレージ寿命の劣化を回避しますブロックA ブロックB ブロックA ブロックB P1 P50 P49 P50 P51 このケースでは書き換えたいブロック A の ( 色部 ) のみ移し先のブロック B の 1 ページ目 () に NewPage() として書き込んで Write 動作を終了しますつまり通常方式のように書き換え対象ページの前後ページをコピーすることなく 2 ブロック状態を維持して次回書き込みを待ちます次回書き込みがたとえばブロックAのP50 内のデータ ( 色部 ) を書き換えたい場合は移し先ブロックBの2ページ以降に New Page(P50) として当該ページを書き込みますこの場合にも 2ブロック状態を維持して次回書き込みを待ちますブロック A ブロック B P19 P20 P21 ブロック C ブロック D P20 一方次回書き込みがブロック A ではなく別ブロックの場合たとえばブロック C の P20 内データ ( 色部 ) を書き換えたい場合はブロック A とブロック B の 2 ブロック状態を維持したままで移し先ブロック D を準備してその 1 ページ目 () に New Page(P20 ) として当該ページを書き込みます 04

5 消去が少ない追書き方式を採用しストレージ寿命を大幅に向上 (2) TDK の msata SSD SMG3B シリーズはこの追書き方式により DRAM などのキャッシュメモリ非搭載ながら Write Amplification:1.8( 実測値 ) という効率的な書き換えを実現しています [Write Amplification]( 実測値 ) 消去回数合計 : 42,192,018 Block 総データ数 : 11,060,384,366,592 Byte (4KB * 64page * 42,192,018Block) 書き込み量 : 6,104,472,852,992 Byte 書き込み効率 : 1.8 (11,060,384,366,592 Byte / 6,104,472,852,992 Byte) 補足 : データ読み出し時 ( このブロックのデータを全て読み出す時 ) ブロックA ブロックB ブロックA ブロックB P49 P50 P51 P50 上記のような 2 ブロック状態を維持した書き込み状態にあるブロック A の ( 色部 ) と P50( ) のデータを読み出す場合上図のようにブロック B の部分のみを読み出します NCQ 対応により書き換え回数を削減 NCQとはNative Command Queuing の略で SSDなどを高速化するための技術です NCQを使用することで複数のコマンドを連続で受け取りそれと同時にコマンド処理を行います受け取ったコマンドを SSDの処理が早くできる順番に並べ替えて実行するため処理速度が向上しますが同時にフラッシュアクセスを節約しているため書き換え寿命も向上します NCQ なし太線が一つのブロック ( 消去単位 ) のイメージですホストから指示された順番に処理を行いますこのため同一ブロックへのアクセスであっても入力されたコマンドの順番に別々に処理を行います NCQ あり左図のようにデータを送受信する順番を並べ替えてコマンド処理を行います NAND フラッシュへのアクセスを節約できますホストが連続したアドレスのデータを複数コマンドで実行され当コマンドがページ中途で切れる場合に有効な書き込み方式です TDK の SSD コントローラ IC GBDriver RS3 ではコマンド実行効率を最適化しているためパフォーマンスの向上および寿命の延長などの効果があります 05

Global Static ウェアレベリング TDK Smart Swap により SSD 寿命が大幅に向上 (1) TDK 高度書き換え分散アルゴリズム TDK Smart Swap により OS FAT 等の固定領域を含め書き換えを分散しますフラッシュメモリ寿命を最大限活用できるため SSD 寿命を大幅に向上していますリードオンリー領域置き換え領域未使用 OS, FAT etc.

6 Global Static ウェアレベリング TDK Smart Swap により SSD 寿命が大幅に向上 (1) TDK 高度書き換え分散アルゴリズム TDK Smart Swap により OS FAT 等の固定領域を含め書き換えを分散しますフラッシュメモリ寿命を最大限活用できるため SSD 寿命を大幅に向上していますリードオンリー領域置き換え領域未使用 OS, FAT etc. ダイナミックウェアレベリング書き換え回数差が大きい領域はスタティックウェアレベリング書き換え回数差が小さい領域はダイナミックウェアレベリングスタティックウェアレベリング (Smart Swap) リードオンリー領域置き換え領域未使用例えば SMG3B16G シリーズの場合 1 秒に10 回書き換えが発生した場合でも10 年の書き換え寿命が期待できるため交換頻度が少なくトータルコスト削減に寄与します書き換え寿命目安容量標準型番書き換え寿命目安 ( 単位 : 百万回 ) お客様機器のご使用年数別許容アクセス回数 / 秒 (24 時間 365 日稼動の場合 ) 1 年 5 年 10 年 1GB SMG3B01GVABCS-SSA GB SMG3B02GVBBCS-SSA GB SMG3B04GVDBCS-SSA GB SMG3B08GVDBCS-SSA 1, GB SMG3B16GVDBCS-SSA 3,

7 Global Static ウェアレベリング TDK Smart Swap により SSD 寿命が大幅に向上 (2) TDK Smart Swap により実際のフラッシュメモリへの書き換えが特定領域に集中していないことを下図の通り確認しています Smart Swap なし P/E Cycle WITHOUT Global Static Wear Levelling (WITHOUT TDK SMART SWAP) Block No. Smart Swap あり P/E Cycle 11,000 TDK "Smart Swap" Global Static Wear Levelling (CAG3B/SDG3B/SMG3B series) 10,000 9,000 8,000 7,000 6,000 5,000 4,000 3,000 2,000 1, Block No. 07

寿命管理ソフト TDK SMART でドライブ管理も安心 TDK は SSD 寿命診断ソフト TDK SMART をホームページ上に公開しています TDK SMART は完全にライセンスフリーのSSD

com/info/ja/products/flash-storage/tdksmart.

設計情報等の知的財産流出による被害は計り知れませんこのようなセキュリティリスクに対し TDK SMG3B シリーズは情報の改ざん漏洩不正コピーを禁止する機能を実装しています TDK SSD 内部

8 寿命管理ソフト TDK SMART でドライブ管理も安心 TDK は SSD 寿命診断ソフト TDK SMART をホームページ上に公開しています TDK SMART は完全にライセンスフリーのSSD 寿命診断ソフトですので SSD 搭載機器のメーカ様だけではなくユーザ様も SSD の残寿命等の情報共有が可能となります TDK SMART ダウンロードセキュリティー機能も充実個人情報や営業情報等秘密情報の漏洩により企業はブランドイメージの低下信頼の失墜多額の補償費用等甚大な経営ダメージを受けますまた設計情報等の知的財産流出による被害は計り知れませんこのようなセキュリティリスクに対し TDK SMG3B シリーズは情報の改ざん漏洩不正コピーを禁止する機能を実装しています TDK SSD 内部 (SMG3B シリーズ ) NAND コントローラ TDK GB Driver RS3 NAND 型フラッシュメモリ暗号化機能お客様ホスト Write Read 暗号化処理 HW 復合化処理 HW 暗号化されたデータがメモリ内に保存されるためメモリ内のデータを取り出しても内容は不明 Erase (Trim) FW (Trim コマンド ) データ完全消去パスワードロック : お客様にてパスワード設定が可能 08

主な特長 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 自社設計国産 SSDコントローラGBDriver RS3 搭載高速高耐久国産 4KB/Page SLC NAND 型フラッシュメモリ搭載 Serial ATA Standard Rev.2.6(Gen 1:1.5Gbps/Gen 2: 3.

Encryption Standard) 暗号化機能 (CBC mode) 搭載寿命診断ソフト (TDK SMART) 付属オプション機能ソリューションサポート主な用途省スペース化が要求される組み込み用途や産業用途書き換え頻度の高いフェムトセル基地局などのローカルサーバ用仕様形状寸法シリーズ型番容量形状搭載フラッシュメモリ搭載コントローラインタフェース転送モードシリアル ATA

9 主な特長自社設計国産 SSDコントローラGBDriver RS3 搭載高速高耐久国産 4KB/Page SLC NAND 型フラッシュメモリ搭載 Serial ATA Standard Rev.2.6(Gen 1:1.5Gbps/Gen 2: 3.0Gbps) 対応 15bit/512Byte ECC(BCH) 搭載電源遮断耐性を強化 ( 巻き戻り機能搭載 ) TDK Global Staticウェアレベリング機能搭載 (TDK Smart Swap) データランダマイザ機能 +オートリフレッシュ機能搭載 NCQ(Native Command Queuing) 対応 ATA Trimコマンド対応 AES 128bit(Advanced Encryption Standard) 暗号化機能 (CBC mode) 搭載寿命診断ソフト (TDK SMART) 付属オプション機能ソリューションサポート主な用途省スペース化が要求される組み込み用途や産業用途書き換え頻度の高いフェムトセル基地局などのローカルサーバ用仕様形状寸法シリーズ型番容量形状搭載フラッシュメモリ搭載コントローラインタフェース転送モードシリアル ATA 3Gbps msata Type SSD RS3シリーズ SMG3Bシリーズ 1GB/2GB/4GB/8GB/16GB msata Type SSD SLC(2 値 )NAND 型フラッシュメモリ (4KByte/Page) TDK GBDriver RS3 Serial ATA Revision 2.6 SATA Gen1: 1.5Gbps, Gen2:3.0Gbps 転送速度 * Read (max.) Write (max.) 160MByte/sec 80MByte/sec エラー訂正機能 (ECC) 書き換え寿命動作周囲温度保存周囲温度保存 / 動作湿度電源電圧準拠規格環境仕様 15bit/512Byte 固定領域有無に関わらず有効ブロック数 50,000 回 ( 例 :16GB msataの場合 31 億回 ) 0 to +70 [ 40 to +85 Industrial Option] 25 to +85 [ 40 to +85 Industrial Option] 0 to 90(%)RH[ 但し結露しないこと ] 3.3V±5% CE/FCC/VCCI RoHS 指令対応 * 4chモード時 CrystalDiskMark 3.0にて測定お客様の実際の使用環境条件によっては速度が異なる場合もございます

高速 SATA 3Gbps 対応 SMART CFastTM TDK CFastTM さまざまな産業用途で活躍するTDKのSSDとCFカード IT 社会の発展とともに生成される情報量は加速度的をはじめとする自動車交通システムなどにも最適ですに増大しています世界全体のデータストレージの約半

高速 SATA 3Gbps 対応 SMART CFastTM TDK CFastTM さまざまな産業用途で活躍するTDKのSSDとCFカード IT 社会の発展とともに生成される情報量は加速度的をはじめとする自動車交通システムなどにも最適ですに増大しています世界全体のデータストレージの約半 ~ ファースト高速 SATA 3Gbps 対応 SMART CFast TM CAG3B シリーズ明日の社会インフラを支える新世代 CF カード高速アクセスすぐれた耐衝撃性小型軽量低消費電力などを特長とするフラッシュメモリストレージ TDK の SSD( ソリッドステートドライブ ) や CF( コンパクトフラッシュ ) カードは HDD 代替としてさまざまな産業機器に数多く採用されています