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SSD Con ReRam: Novità In Arrivo?

Le nuove scoperte sui materiali e sui conduttori consentono alla tecnologia di poter fare passi importanti anche sul fronte dell’archiviazione digitale. La scoperta del memristore ha permesso di creare il primo hard disk SSD ibrido con NAND Flash e ReRam creando così importanti miglioramenti sia nella gestione dei dati che nelle performance evidenti soprattutto in contesti dove vengono effettuati accessi casuali molto frequenti e dove l’impiego degli attuali SSD è altamente sconsigliato.

ReRam: Il Futuro E’ Vicino

Un gruppo di ricercatori giapponesi ha sviluppato un hard disk ibrido SSD utilizzando  la nuova architettura ReRAM (resistive random-access memory) che permette di ottenere ottime performance sia nella scrittura e sia nella capacità complessiva delle memorie NAND flash. La nuova memoria ReRam è stata sviluppata grazie alle recenti scoperte scientifiche collegate al memristore ed è stata presentata in occasione del 2012 Symposium on VLSI Circuits ottenendo così una maggiore attenzione da parte degli addetti del settore. La nuova architettura consente di estendere la durata della vita media e ridurre anche il consumo energetico rispetto alle soluzioni oggi adottate. Rispetto alle SSD già esistenti che utilizzano solo NAND flash, la ReRam archivia velocità di scrittura 11 volte più alte , 6.9 volte maggiore riguardo la durata del ciclo vita e ottime performance a livello di consumo energetici.

Compared with existing SSDs using only NAND flash memory, it can realize an 11 times higher data writing performance, 93% lower power consumption and 6.9 times longer product life, the group said. The new architecture will be announced at the 2012 Symposium on VLSI Circuits, which runs from June 13 to 15, 2012, in Hawaii, the US (lecture number: C-16.3).

Nel caso delle NAND flash odierne la minima unità per scrivere dati (ovvero pagina) è larga 16Kbytes e non è possibile sovrascrivere i dati sulla stessa pagina. Per questo se vogliamo sovrascrivere dati da 512 bytes (1 settore) dobbiamo scrivere in una pagina da 16Kbytes e poi cancellare il precedente dato originale. Tutto ciò dimostra come sia un collo di bottiglia questo algoritmo di modifica dei dati poichè rallenterebbe notevolmente le prestazioni di sistemi che hanno accessi casuali molto frequenti. Il gruppo di ricercatori, invece, propone un hard disk ibrido da 256 GB NAND Flash con 8 gigabit di memoria ReRam che viene utilizzata sia come cache che per lo storage poichè supporta accessi casuali frequenti e a velocità elevata. Nel background di tutto ciò vi sono 3 algoritmi che analizzano e scrivono i dati nella NAND Flash. Il primo è l’Anti-Defragment che scrive piccole unità di dati nei settori della ReRam, quando la pagina è stata salvata nella ReRam, viene scritta nella memoria NAND. Ciò consente di ridurre in modo notevole il numero di accessi casuali alla NAND Flash. L’altro algoritmo, invece, consente di sovrascrivere piccole quantità di dati nella memoria NAND. Il Reconsider as a Fragmention trasferisce la pagina di dati sulla ReRam in modo tale da poter aver dati non frammentati nella memoria flash. Infine l’ultimo algoritmo è il Most Recently Used Table che conserva nella ReRam i dati di accesso frequente e registra un certo numero degli ultimi indirizzi in modo tale da poter scrivere quei dati nella ReRam. Tutto ciò si basa sul fatto che gli indirizzi di dati ad accesso frequente sono contenuti negli ultimi record.

When the research group prototyped a controller to carry out those controls and tested it on an emulator, it confirmed that SSD’s data writing performance, power consumption and product life can be improved by 11 times, reduced by 93% and increased by 6.9 times, respectively. The group assumed that each of the controller, ReRAM and NAND flash memory were three-dimensionally connected by TSV (through silicon via). But is possible to achieve almost the same results without using TSV, it said.

La scoperta e la creazione di questi nuovi hard disk ibridi SSD permetterà di poter adottare soluzione con ReRam presso i datacenters e effettuare molto probabilmente una migrazione verso le memorie a stato solido. I datacenters, infatti, non possono oggi utilizzare memorie SSD o almeno è sconsigliabile l’utilizzo visti gli accessi casuali che vengono effettuati frequentemente e che porterebbero ad un degrado degli SSD con inevitabili problemi correlati. Le ReRam, invece, permettono di gestire in modo intelligente gli SSD e attraverso gli algoritmi illustrati precedentemente arriviamo ad avere prestazioni migliori e anche un minor degrado permettendo così un’adozione, se pur in via sperimentale, presso alcuni datacenters. Crediamo che coloro utilizzano frequentemente il proprio computer potranno giovare dall‘implementazione delle ReRam aumentando così il ciclo vita delle stesse. Staremo a vedere cosa accadrà. Tra qualche mese o un anno crediamo faranno la loro comparsa sul mercato i nuovi SSD con ReRam.

Link | Techon

@albertmarini

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