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Le géant coréen vient d'annoncer  la mise en production de sa technologie V-NAND, un nouveau type de mémoire flash conçu pour améliorer la densité. La V-NAND combine deux innovations par rapport à la mémoire flash NAND traditionnelle.

D'abord sur le fonctionnement même du stockage, la NAND traditionnelle utilise des transistors de type floating-gate pour stocker les informations. La V-NAND se distingue en utilisant un autre type de structure, dit charge-trap.


Schéma extrait de cette présentation  de Macronix
La floating-gate est ici remplacée par une couche de nitrure de silicium, ce qui donne l'avantage d'une structure planaire plus facile à produire. Il ne s'agit pas en soit d'une technologie nouvelle puisque le concept date des années 70 et avait été popularisé par AMD et Fujitsu avec la mémoire flash NOR MirrorBit. Son application à la NAND avait été étudiée à plusieurs reprises, son inconvénient principal dans les structures traditionnelles SONOS (Silicon-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon) étant qu'il est difficile de cumuler vitesse d'effacement rapide et rétention, bien qu'individuellement sur ces points la CT soit théoriquement plus intéressante que la NAND floating-gate. Depuis, des alternatives au SONOS utilisant par exemple des diélectriques high-k ont été mises au point.

L'autre innovation consiste à produire ces structures de manière verticale, plutôt que de manière planaire. Samsung n'est pas le seul à travailler sur le sujet puisque Toshiba , dès 2007, avait proposé une structure de ce type que vous pouvez voir en image ci-dessous (la couche en rouge du schéma au-dessus est ici en (tube) jaune) :


En utilisant des structures verticales, il est possible d'améliorer significativement la densité de données, sans pour autant faire exploser les coûts. Plusieurs types de structures verticales étaient d'ailleurs à l'étude, Toshiba privilégiant sur le schéma ci-dessus une structure BiCS (Bit Cost Scalable) tandis que Samsung travaillait sur deux alternatives. Tout d'abord le TCAT (Terrabit Cell Array Transistor), une version améliorée du BiCS qui permet l'utilisation de diélectriques high-k et le VG-NAND (Vertical Gate NAND) dont la structure est un peu plus complexe :


Bien que le communiqué ne le précise pas exactement, nous supposons d'après certains termes utilisés dans le communiqué que c'est l'approche TCAT qui a été retenue, il s'agit en prime de celle qui semblait la plus prometteuse en termes de coûts. Le communiqué indique que Samsung pourrait en théorie placer jusqu'à 24 couches en hauteur, sans préciser le nombre de couches utilisées dans les premières puces.

Côté performances et caractéristiques, là encore le communiqué est flou et il faudra probablement attendre de voir les fiches techniques des puces pour avoir des informations précises. Samsung indique simplement que la V-NAND permet par rapport à de la NAND classique gravée en 1xnm (19nm probablement) d'augmenter la longévité des puces par un facteur compris entre 2 et 10x, tandis que les performances en écritures seraient doublées. Samsung se garde par contre d'indiquer quelle est la finesse de gravure utilisée pour cette V-NAND.

Il sera important de voir quelles seront les caractéristiques commerciales des puces, mais également leur prix ! La première proposera une densité de "seulement" 128 Gbit, une taille déjà atteinte avec des technologies classiques, avec pour objectif d'atteindre le Terabit sur une seule puce à terme via cette technologie.

Intel a mis en ligne en catimini la page produit  de sa nouvelle gamme de SSD, les Intel SSD 530 Series. Basés comme les 520 sur un contrôleur LSI SandForce SF-2281, ils utilisent par contre de la MLC 20nm et plus 25nm.

De nombreux modèles sont mentionnés :

- 80, 120, 180, 240, 360 et 480 Go en 2.5"
- 80, 120, 180 et 240 Go en mSATA
- 80, 120, 180 et 360 Go en m.2

Pour l'instant, seules les spécifications complètes des modèles 180 et 240 Go en 2.5" et 80, 180 et 360 Go en m.2 sont en lignes. En 2.5", par rapport à l'Intel 520 on note surtout un gros effort fait côté consommation au repos, puisque l'on passe au repos avec le SATA Link Power Management actif de 600 à 195 mW (et 55mW en m.2).

Mieux, ils supportent la fonctionnalité SATA DevSleep (DEVSLP pour les intimes, le SATA-IO dispose d'une petite documentation en ligne sur le sujet ) qui permet de diminuer fortement la consommation au repos, il est question de 5 mW sur le 2.5" et 200 µW pour le m.2, tout en conservant un temps de sortie de cet état qui reste raisonnable (20ms par défaut dans la norme). Il s'agit du troisième SSD supportant cette norme à notre connaissance, après le Plextor M5M  et le Sandisk u110  reversé aux OEM. Sandisk et Intel sont à l'origine de la norme, mais seul Plextor donne le temps de sortie de l'état DEVSLP pour son produit, 100ms.


DevSleep nécessite une plate-forme compatible, au niveau logiciel tout d'abord avec les pilotes Intel RST 12.5 mais aussi au niveau hardware avec d'une part un chipset Intel Serie 8 mais surtout un PC portable supportant la norme : le signal DEVSLP est distinct du signal SATA et passe en effet par une pin qui n'était pas utilisée ou utilisée pour autre chose jusqu'alors. Il sera d'ailleurs impossible de l'utiliser sur un PC de bureau avec la version 2.5", puisque c'est une des pins du connecteur d'alimentation qui est utilisée, sans communication possible avec la carte mère donc. Bien entendu vu la consommation déjà faible au repos des SSD ce gain en consommation n'a de toute façon pas d'intérêt en dehors de la mobilité.

Comme d'habitude avec les SSD SandForce ce sont les débits maximums, peu réalistes car obtenus avec des données très compressibles, qui sont mis en avant et il faut se plonger dans les spécifications produits pour avoir accès à des données plus réalistes avec des données incompressibles par le contrôleur SandForce. Ce seront donc les débits maximums qui seront globalement repris dans la communication autour de ces produits qui est donc relativement trompeuse, méfiance donc !

En termes de rapidité les Intel SSD 530 sont par contre un peu en dessous des Intel 520, notamment du fait du passage de die 8 Go avec des pages de 8 Ko à des die 16 Go avec des pages de 16 Ko. Peu visible sur des données fortement compressibles par le SandForce, l'écart est léger en incompressible pour ce qui est des performances séquentielles mais plus important dans le domaine de l'aléatoire, bien que les chiffres soient largement suffisants. On notera que les versions 2.5" et m.2 offrent des performances similaires dans leurs versions 180 Go.


Il devrait logiquement en être de même pour les autres capacités et le m.2 80 Go est logiquement le moins performant avec en incompressible 430 Mo /s en lecture, 100 Mo /s en écriture, 20500 IOPS en lecture et 92000 IOPS en écriture. La version 360 Go n'apporte pas grand-chose par rapport à la 240 Go en performances puisqu'elle est annoncée à 525 Mo /s en lecture, 240 Mo /s en écriture, 37500 IOPS en lecture et… à "seulement" 10000 IOPS en écritures aléatoire.

En sus du 840 EVO, Samsung annonce un autre SSD destiné au monde professionnel cette fois, le XS1715. Au format 2.5" 15mm, il utilise le NVM Express (NVMe) au travers d'un connecteur SFF-8639 (également appelé ePCIE) qui permet de connecter le SSD à 4 lignes PCI Express. Samsung utilise du PCIe Gen 3 et la version 1,6 To atteindrais 3 Go /s pour 740K IOPS en lecture. Des versions 800 et 400 Go sont également prévues, et le reste des spécifications tout comme le type de Flash, a priori de la MLC, ne sont pas communiqués.

Le XS1715 peut notamment être utilisé au sein des serveurs rack Dell PowerEdge R720. Samsung indique qu'il s'agit du premier SSD 2.5" NVMe : si Micron avait annoncé le RealSSD P320h 2.5 en mars dernier, bizarrement on ne le retrouve pas sur la NVMe Integrators List .

Samsung vient d'annoncer un nouveau SSD, le Samsung 840 EVO. Comme le 840, il utilise de la mémoire Flash TLC fabriquée par Samsung, mais cette fois il s'agit de puces de 16 Go gravées en 19nm au lieu de puces 8 Go en 21nm auparavant.

Le contrôleur Samsung est toujours basés sur un processeur ARM à 3 cœurs, mais avec notamment des modifications de firmware destinées à supporter ces nouvelles puces ainsi qu'une augmentation de la fréquence de 100 MHz pour passer à 400 MHz. Le cache DRAM varie de 256 Mo sur la version 120 Go à 1 Go pour les modèles 750 Go et 1 To en passant par 512 Mo sur les 250 et 500 Go.

Samsung en profite pour faire grimper la capacité du 840 EVO qui sera disponible en Août en versions 120 Go, 240 Go, 500 Go, 750 Go et 1 To avec des prix respectifs de 110, 190, 370, 530 et 650$. Les 840 EVO seront garantis 3 ans, comme les 840.

Côté performances, Samsung annonce des débits en écriture en très nette hausse puisque la version 120 Go serait capable d'atteindre 410 Mo /s, contre 130 Mo /s pour le Samsung 840. Le débit maximal de 520 Mo /s serait atteint dès la version 250 Go /s, contre 250 Mo /s pour un 840 250 Go et 330 Mo /s pour un 840 500 Go.


Ce gain impressionnant ne s'applique pas aux écritures aléatoires qui sont en légère hausse, et il est lié à une nouvelle technologie dénommée TurboWrite. Samsung réserve en fait une partie de la mémoire TLC pour faire office de cache en l'utilisant comme de la SLC, une méthode déjà employée sous une autre forme par OCZ sur ses Vertex 4 / Vertex 450 / Agility 4 / Vector. Samsung réserve ainsi 36 Go, 27 Go, 18 Go et 9 Go de mémoire TLC pour disposer de 12, 9, 6 et 3 Go de cache TurboWrite sur les versions 1 To, 750 Go, 500 Go et 250/120 Go. Il faut soustraire de l'overprovisionning, et logiquement l'emplacement physique du TurboWrite variera afin d'uniformiser l'usure des cellules.

Les débits séquentiels annoncés sont donc ceux de ce cache TurboWrite, les données étant transférées vers des cellules TLC utilisées en tant que telle lorsque le PC ne fait plus d'accès sur le SSD. S'il est rempli, les données sont directement écrites en TLC avec des débits qui seront de l'ordre de ceux d'un Samsung 840 classique.

Le TurboWrite permet donc à Samsung d'afficher de plus gros scores en écriture séquentielle pour son Samsung 840 EVO, un avantage certain d'un point de vue marketing mais qui est relativement trompeur. En effet dans le cas d'un volume d'écriture supérieur à la taille du TurboWrite, seul moment où l'apport d'un tel débit se fera vraiment sentir, on retombera à un niveau bien inférieur. Il serait donc plus honnête que Samsung ne communique pas sur le débit maximal mais sur une intervalle.

Autre problème, TurboWrite va amputer le SSD d'une grande partie de la Flash jusqu'alors réservée pour les optimisations interne du contrôleur destinées entre autre à réduire l'usure de la Flash (provisionning et overprovisionning), et il augmentera l'amplification en écriture du SSD et donc son usure à terme puisque pour écrire 3 Mo de données on écrit non pas 1 millions de cellules en TLC mais 3 millions en SLC puis 1 millions en TLC, soit 4 fois plus ! Même si la mémoire TLC Samsung s'est avérée assez endurante en pratique sur le 840 et que le fait d'écrire en "mode SLC" sur une mémoire TLC use probablement moins une cellule qu'une écriture en "mode TLC", on ne peut s'empêcher de se demander si le TurboWrite n'est pas une fausse bonne idée, et si il ne serait pas préférable que Samsung permette sa désactivation via son utilitaire Samsung Magician !

LSI est le premier à lancer des cartes contrôleurs SAS 12 Gb/s. Cette nouvelle norme permet d'atteindre 1,2 Go/s utiles par port en pratique (avec un codage 8b10b), le double du SAS 6 Gb/s ou du SATA 6 Gb/s, mais demande de nouveaux câbles et connecteurs (SFF8643 en interne et SFF8644 en externe) Mini-SAS HD côté carte contrôleur. Les périphériques SAS/SATA 6 Gb/s et 3 Gb/s restent compatibles avec la connectique adéquate.

La famille LSI SAS 9300 comporte 4 cartes différentes, toutes interfacées en PCI Express x8 Gen3 avec le système (soit 8 Go/s dans chaque sens au mieux) et disposant de 1 à 2 ports (internes, externes ou un de chaque) pouvant chacun être utilisé pour 4 disques.

Chaque carte serait capable d'atteindre un cumul de 1 millions d'IOPS et une bande passante de 4,8 Go/s par connecteur relié à 4 disque mais 6 Go/s au total, on note donc une limitation à ce niveau par rapport à la bande passante maximale théorique.

Côté tarif, il faut compter 245$ pour la SAS 9300-4i (4 disques interne), 350$ pour les 9300-4i4e (4 internes et 4 externes) et 9300-8i (8 internes) et 450$ pour la 9300-8e (8 externes). Pour les versions avec connectique interne, il faut compter 80 à 90$ de plus pour les versions avec le ou les câbles internes Mini-SAS HD vers SAS (la connectique externe n'est jamais fournie).