Ученые из Токийского университета вместе с компанией Toshiba создали новую технологию подачи питания, которая позволяет существенно увеличить скорость записи в твердотельных накопителях SSD (Solid State Drive). Выигрыш в скорости составляет до 60% по сравнению с самыми быстрыми современными моделями, а максимальная скорость записи достигает 4,2 гигабит в секунду.

Группу разработчиков новой технологии возглавил известный ученый Кен Такаючи (Ken Takeuchi), о котором мы уже писали. Суть новой схемы электропитания заключается в динамическом контроле оптимального энергоснабжения ячеек памяти в соответствии с фактическим количеством параллельно работающих NAND-ячеек. Главным предназначением новой технологии является обеспечение питания для так называемых «трехмерных твердотельных накопителей» (3D SSD), где ячейки памяти размещены не на одной плоскости, а в несколько слоев.

Основная проблема современных SSD-накопителей, по мнению Такеючи, заключается в том, что повышение скорости NAND-памяти существенно отстает от наращивания скорости интерфейсов. Чтобы справиться с этой проблемой, группа Такеючи ввела в схему питания дополнительный повышающий преобразователь собственной конструкции. Сама схема включает в себя катушку высоковольтного переключателя и схемы управления повышающим преобразователем, которая и подверглась серьезной модернизации.

Дело в том, что в SSD-накопителях несколько NAND-чипов работают параллельно. Количество работающих ячеек меняется в зависимости от состояния операций записи. Прежние схемы питания подавали одинаковый объем энергии независимо от количества задействованных каналов. В результате, когда количество рабочих каналов превышало некоторый уровень, возникал дефицит напряжения (около 20 вольт) для записи данных в каждый канал. Таким образом, одновременно можно было записывать не более, чем в 15 каналов, так что скорость записи на SSD-накопитель была физически ограничена уровнем 2,6 Гбит/с.

Для увеличения количества одновременно работающих каналов записи японские исследователи создали технологию, которая постоянно отслеживает количество каналов и изменяет мощность тока, подаваемых на микросхемы памяти. Обнаруживая отклонения в электрической нагрузке, новая схема питания корректирует рабочую частоту повышающего преобразователя (соотношение периода включения к периоду нахождения в неактивном состоянии). Получается, что повышающий преобразователь работает в двух режимах – «быстром» и «медленном» - причем переключение режимов выполняется динамически.

«Медленный режим» повышающего преобразователя рассчитан на ситуации, когда количество каналов записи невелико. «Быстрый» же режим обеспечивает повышение мощности питания в ситуациях, когда необходимо обеспечить запись сразу для большого числа каналов. При работе в «быстром» режиме обеспечивается повышения скорости за счет повышения напряжения питания, а в «медленном» режиме энергопотребление накопителя снижается на 32% без ущерба для записи небольших пакетов данных.

По материалам сайта Tech-ON!.