Qu'est-ce qu'un SSD industriel embarqué ?

Les disques SSD intégrés sont des composants essentiels de l'écosystème technologique, car ils représentent la fusion de la vitesse, de la fiabilité et de la durabilité dans le stockage des données. Dépourvue de pièces mécaniques, leur architecture empêche les défaillances dues à des perturbations mécaniques, ce qui garantit un accès rapide aux données - une caractéristique vitale dans les paysages d'information à grande vitesse d'aujourd'hui.

Le passage de l'industrie à la technologie 3D NAND, en particulier l'adoption des cellules à triple niveau (TLC), a considérablement amélioré les densités de stockage et les opérations de lecture/écriture. Le stockage de trois bits de données par cellule dans la technologie TLC offre une solution rentable, ce qui la rend incontournable dans les disques SSD d'entreprise et grand public, les appareils photo numériques, les téléphones portables et les clés USB.

L'adoption de la technologie TLC (Triple-Level Cell), qui stocke trois bits de données par cellule, constitue une avancée significative dans ce domaine, car elle permet de réduire le coût par gigaoctet par rapport à la technologie SLC (Single-Level Cell) et à la technologie MLC (Multi-Level Cell). Cela fait de la technologie TLC une solution rentable intégrée dans les disques SSD d'entreprise et grand public, les appareils photo numériques, les téléphones portables et les clés USB.

L'union du TLC avec le 3D NAND, où les cellules de mémoire sont empilées verticalement, amplifie encore les densités de stockage tout en améliorant l'endurance de la mémoire flash. Le passage de l'architecture traditionnelle à grille flottante à l'architecture à trappe de charge dans les conceptions TLC 3D NAND améliore l'endurance et la fiabilité. Cette architecture, qui utilise un film de nitrure de silicium pour retenir les électrons chargés, atténue les défauts potentiels et les perturbations de charge. L'association des technologies TLC et 3D NAND dans les disques SSD embarqués illustre une approche équilibrée permettant d'obtenir de meilleures capacités de stockage, des performances améliorées et un bon rapport coût-efficacité, répondant ainsi aux différents besoins de stockage dans un paysage technologique en constante évolution.

1. Facteur de forme : Tenez compte des possibilités d'adaptation et de déploiement.

Le facteur de forme détermine l'adaptabilité et le déploiement du disque SSD dans diverses applications. La décision est centrée sur des nécessités telles que la fonction de remplacement à chaud et les dimensions physiques. Par exemple, alors que le disque SSD de 2,5 pouces offre flexibilité et facilité d'interchangeabilité, le M.2 est disponible dans différentes tailles et présente une forme compacte, bien qu'il ne dispose pas de capacités de remplacement à chaud.

2. Capacité de stockage : Comprendre la capacité de stockage utilisable, en tenant compte de l'over-provisioning.

Lorsque vous évaluez des disques SSD intégrés, vous devez comprendre leur capacité de stockage utilisable réelle. Les fabricants peuvent spécifier la taille complète de la mémoire flash ou participer à l'over-provisioning (OP). Dans ce cas, une partie de l'espace de stockage est réservée à des tâches de gestion interne du disque SSD, comme le ramassage des ordures. Par exemple, un SSD de 256 Go peut n'offrir que 240 Go d'espace utilisable en raison de l'OP. Cette approche affecte les performances et la permanence du disque SSD dans les applications à forte demande, tout en rendant essentiel l'examen et le test de la capacité utilisable du disque SSD dans le monde réel.

Exemple : Les disques SSD SATA excellent en tant que disques d'amorçage et unités de stockage, en adhérant aux normes SATA-IO et JEDEC, et en affichant des performances robustes, en particulier dans les scénarios industriels.

3. Débit de données (vitesse de lecture/écriture séquentielle) : Il s'agit d'évaluer la rapidité avec laquelle les données peuvent être consultées ou écrites.

Le débit de données, en particulier les vitesses de lecture et d'écriture séquentielles, est essentiel pour déterminer la rapidité d'accès ou d'écriture des données sur le disque SSD. Des vitesses séquentielles élevées sont cruciales pour les tâches impliquant des transferts de fichiers importants ou le montage vidéo haute résolution, afin de garantir un accès rapide aux données et des opérations efficaces.

Exemple : Les disques SSD NVMe Embedded exploitent l'interface PCIe à haut débit pour augmenter les vitesses de transfert des données et réduire considérablement la latence.

4. Durabilité et durée de vie : Évaluez des paramètres tels que les téraoctets écrits (TBW) et comprenez la technologie de nivellement de l'usure.

L'endurance des disques SSD est quantifiée à l'aide de paramètres tels que les téraoctets écrits (TBW) ou les écritures sur disque par jour (DWPD). Ces mesures indiquent la quantité limitée de données pouvant être écrites sur le disque SSD au cours de sa durée de vie. Une valeur TBW ou DWPD plus élevée signifie une durée de vie plus longue, ce qui fait du SSD un choix plus fiable pour les applications à forte intensité d'écriture.

L'une des principales caractéristiques contribuant à la durabilité d'un disque SSD est le nivellement de l'usure. Chaque cellule de mémoire flash peut supporter un nombre fini de cycles de programmation/effacement (P/E) avant de ne plus pouvoir stocker les données de manière fiable. Cette limitation affecte la durée de vie globale et l'endurance du support de stockage. La technologie de nivellement de l'usure assure une répartition équilibrée des cycles d'écriture et d'effacement sur le support de stockage, maximisant ainsi sa durée de vie.

Exemple : L'endurance des disques SSD SATA Embedded, illustrée par leur TBW, les rend idéaux pour les applications industrielles.

5. Température de fonctionnement étendue : Garantit un fonctionnement fiable dans divers environnements, y compris les températures extrêmes.

La plupart des systèmes embarqués se trouvent dans des environnements compacts et sont confrontés à des problèmes de dissipation de la chaleur. En outre, certaines applications se trouvent dans des environnements difficiles, par exemple en extérieur ou à l'intérieur d'un véhicule. La capacité à fonctionner de manière fiable sur une large plage de températures rend certains disques SSD bien adaptés aux applications industrielles, automobiles ou extérieures, où ils sont exposés à des variations de température extrêmes. Qu'ils soient déployés dans des climats chauds ou froids, une large plage de températures de fonctionnement garantit que le disque dur SSD continue à fonctionner de manière fiable.

6. Protection contre les pertes de puissance et correction des erreurs : Recherchez des technologies telles que la protection contre les pertes d'énergie (PLP) et le code correcteur d'erreurs (ECC) pour préserver l'intégrité des données.

Les disques SSD intégrés utilisent la technologie de protection contre les pertes d'énergie (PLP), comme Powerguard de Cervoz, pour maintenir l'intégrité des données pendant les coupures de courant en utilisant des détecteurs en temps réel pour identifier les coupures de courant et en activant des mécanismes intégrés pour empêcher la corruption des données. Par exemple, certains disques SSD utilisent des condensateurs embarqués pour fournir une alimentation de secours en cas de coupure soudaine, ce qui garantit que les opérations d'écriture en cours sont achevées. Par ailleurs, le code correcteur d'erreurs (ECC) renforce la fiabilité des données en détectant et en corrigeant automatiquement la corruption des données, ce qui est essentiel dans les scénarios exigeant une grande précision des données. Ensemble, PLP et ECC renforcent la fiabilité et l'intégrité des données des disques SSD intégrés dans diverses conditions opérationnelles.

7. Fiabilité et intégrité des données : Intégrer des technologies avancées telles que l'ECC pour améliorer la fiabilité des données.

Pour améliorer l'intégrité et la fiabilité des données, il est essentiel d'intégrer des technologies avancées telles que l'ECC. Comme indiqué plus haut, l'ECC est indispensable pour maintenir l'intégrité et la fiabilité des données en détectant et en corrigeant automatiquement les données corrompues. Il est particulièrement important dans les environnements où la précision des données est cruciale, car il garantit que les données ne sont pas corrompues au fil du temps.

Ces caractéristiques supplémentaires soulignent la robustesse et la polyvalence des disques SSD intégrés, ce qui en fait un choix fiable pour diverses applications exigeantes.

Les disques SSD intégrés offrent des avantages pratiques dans diverses applications :

1. Clusters de calcul haute performance (HPC) : Accélération du débit de données dans la recherche génomique.

Dans les clusters de recherche en génomique, les disques SSD intégrés avec interfaces NVMe accélèrent le débit des données lors du traitement de séquences génomiques massives. Cela stimule le traitement et l'analyse des données en temps réel et rationalise les flux de travail impliqués dans la recherche en médecine personnalisée.

2. Automatisation industrielle et systèmes de contrôle : Fournir des solutions rentables pour les automates programmables dans des environnements exigeants.

Alors que la technologie SLC NAND est traditionnellement privilégiée pour sa plus grande endurance dans les environnements exigeants, les progrès réalisés dans les mécanismes de correction des erreurs et de nivellement de l'usure ont élargi l'applicabilité des disques SSD intégrés dotés de la technologie TLC NAND dans les automates programmables des environnements de fabrication. Cette évolution permet à la technologie TLC NAND de fournir une solution rentable, garantissant un fonctionnement fiable et des processus de contrôle en temps réel dans une variété d'environnements industriels, y compris ceux présentant des conditions de température et de vibration élevées.

3. Aérospatiale et défense : Garantir l'intégrité et la vitesse d'écriture des données dans les systèmes avioniques.

Dans les systèmes avioniques modernes, les disques SSD intégrés sont nécessaires à l'enregistrement des données et à la collecte des données des capteurs pour garantir l'intégrité et la vitesse d'écriture des données. Dotés de caractéristiques robustes, ces disques SSD garantissent des performances résilientes dans des conditions de températures fluctuantes et de charges opérationnelles de type " high-G ", dominantes dans les missions aérospatiales.

4. Infrastructure de télécommunications : Améliorez les applications à forte intensité d'E/S en réduisant la latence.

Pour des opérations réseau robustes et efficaces dans les centres de données gérant des charges de travail de télécommunications, les disques SSD intégrés améliorent les applications à forte intensité d'E/S en réduisant la latence. Ils améliorent ainsi les temps de récupération des données pour les besoins de traitement en temps réel, y compris les services de VoIP et de vidéoconférence.

5. Systèmes avancés d'aide à la conduite (ADAS) dans l'automobile : Vital pour le traitement en temps réel des capteurs et des caméras dans les systèmes de sécurité des véhicules.

Les disques SSD intégrés sont utilisés dans les systèmes ADAS des véhicules, où les capacités d'accès rapide aux données et d'écriture sont vitales pour le traitement et l'analyse en temps réel des capteurs et des caméras. Ils améliorent la sensibilité et la précision des fonctions essentielles à la sécurité, telles que l'évitement des collisions et les avertissements de changement de voie.