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Silicon Power SSD V20 60GB: prestazioni incontenibili, prezzo imbattibile - 4) Microelettronica: analisi del PCB. Controller e NAND Flash

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Indice
Silicon Power SSD V20 60GB: prestazioni incontenibili, prezzo imbattibile
1) Introduzione
2) Confezione e contenuto
3) L'SSD Silicon Power V20 60GB da vicino
4) Microelettronica: analisi del PCB. Controller e NAND Flash
5) Caratteristiche e specifiche tecniche
6) TEST - HD Tune Pro
7) TEST - ATTO Disk Benchmark
8) TEST - Everest Disk Benchmark
9) TEST - HD Tach
10) TEST - CrystalDiskMark
11) Considerazioni finali e conclusioni
Tutte le pagine

Quattro viti da rimuovere per disaccoppiare la scocca e dare un'occhiata alla scheda stampata che nasconde ciò che questa unità ha in realtà da mostrare più di ogni altra cosa: l'hardware che contiene. Nessun produttore SSD al momento offre un disco con finestrella sulla scocca per osservarne l'elettronica durante il funzionamento. Persino ai fanatici credo basti usare il drive per goderne appieno le prestazioni, certi fanatistmi lasciamo alle unità a piatti rotanti -vedi VelociRaptor di Western Digital-.

Silicon Power SSD V20 60GB

Bene, arrivato a questo punto di una recensione come questa sono sempre combattuto sull'ordine delle sezioni: prima questa oppure farla seguire a quella sulle caratteristiche tecniche principali dell'unità? Si tratta sicuramente di due aspetti che vanno a nozze ed estremamente complementari, tuttavia questo drive mi permette di sfruttare l'opportunità di parlarvi da vicino di un componente elettronico (che integra) che merita davvero menzione a grande voce. E quindi dovrete quindi cedere il passo ad un'analisi più microelettronica. Da (aspirante) Ingegnere Elettronico, non posso che concordare...

A differenza delle unità che finora ho testato (e sono decisamente tante), questo SSD ha la particolarità di avere il PCB avvitato ad una delle due parti che compongono l'involucro esterno in metallo. Aprendo quest'ultimo, dunque, troveremo il PCB ancora ancorato ad una delle due parti. Questi drive solitamente presentano invece una scheda elettronica completamente svincolata e tenuta nel mezzo solamente da leggere pressioni esercitate dalla scocca chiusa. Un piccolo accorgimento, quello adottato invece da Silicon Power, che rende sicuramente l'intera struttura più omogenea, robusta e resistente alle vibrazioni.

Silicon Power SSD V20 60GB

Ecco la scheda stampata nella sua nudità; dopo una foto più artistica, un classico scatto panoramico fronte-retro:

Silicon Power SSD V20 60GB

Controller e memorie flash sono ben visibili, ma cerchiamo di zoomare su ciascun componente più nel dettaglio. Iniziamo con il controller, che è il circuito integrato di cui volevo parlarvi più che di qualunque altra cosa. E' un componente non solo primario per ogni SSD, ma anche interessante da scoprire se ci riferiamo in particolare a questo Silicon Power SSD V20. Si tratta infatti di un magnifico SandForce SF-1222. Eccolo, in questo scatto.

Silicon Power SSD V20 60GB

Estri fotografici a parte, è bene soffermarsi non poco su questo componente, che gioca un ruolo di primaria importanza nel conferire le reali specifiche di funzionamento e prestazioni garantite dall'unità su cui è installato.

Questo SSD utilizza un controller SandForce che è al momento molto popolare, e promette a prezzi piuttosto accessibili prestazioni eccezionali. L'SF-1222 del Silicon Power appartiene infatti alla famiglia SF-1200 di SandForce, processori SSD single-chip con tecnologia DuraClass per assicurare longevità operativa, prestazioni e bassi consumi.

La tecnologia DuraWrite è un algoritmo implementato da SandForce a livello controller che contrasta i crescenti problemi relativi alla longevità e affidabilità delle celle di memorie flash, aspetti sempre più critici con bruschi die-shrink (vale a dire sensibili riduzioni del processo produttivo, ovvero della dimensione del singolo transistore MOS). DuraWrite promette di estendere l'aspettativa di vita di un SSD rispetto ai controller tradizionali, ottimizzando le scrittura nella memoria flash e garantendo un parametro di write amplification al di sotto del valore ordinario, senza richiedere requisiti particolari nei riguardi di una cache DRAM.

Il microprocessore SSD SF-1200 offre protezione dei dati con codice ECC (codice di correzione degli errori) ed include la tecnologia SandForce RAISE (Redundant Array of Independent Silicon Elements) che offre protezione e affidabilità di un RAID in un singolo drive SSD, grazie all'architettura flash, senza apportare un significato write overhead di parità. La tecnologia DuraClass, inoltre, archivia i dati automaticamente in formato criptato AES-128, prevenendo una estrazione dei dati direttamente dai moduli fisici di memoria NAND flash.

  • SSD Processor: SF-1200
  • Supported Flash Classes: SLC/MLC 50nm, 40nm, 30nm;
  • Flash Interface: Asynch, ONFi1 (up to 50MT);
  • ECC Protection: Up to 24 bits/512B;
  • Security: AES-128;
  • Package: 361-Pin TFBGA (13x13 @ 0.65mm);
  • Host Interface: SATA 2.6 Compliant (3Gb/s and 1.5Gb/s support), Native Command Queuing (up to 32 commands), SMART Command Transport;
  • Max Capacity Supported: 512GB;
  • Performance:
    Sequential Read Transfer: Up to 260MB/s (@128K blocks);
    Sequential Write Transfer: Up to 260MB/s (@128K blocks);
    Random Read IOPS: 30,000 (@4K blocks);
    Random Write IOPS: 30,000 burst/10,000 sustained (@4K blocks);
  • Flash Memory Support: MLC from major vendors; SLC up to 64GB of total capacity;
  • Power Consumption: Typical: 900mW; Sleep/Slumber: 90mW;
  • Protection: ECC Recovery (Up to 24 bytes correctable per 512-byte sector); Unrecoverable Read Errors: less than 1 sector per 1016 bits read;
  • Reliability: MTTF: 2,000,000 operating hours; Supports 5-year customer life cycle;
  • Operating Temperature: 0°C to 70°C ambient;
  • Package: 361-Pin TFBGA – 13x13mm, 0.65mm pitch;
  • Compliance: RoHS, Halogen-Free, Green;
  • DuraClass Technology:
    DuraWrite extends the endurance of SSDs;
    Intelligent Block Management & Wear Leveling;
    Intelligent Read Management;
    Intelligent “Recycling” for advanced free space management (Garbage Collection);
    RAISE (Redundant Array of Independent Silicon Elements);
    Best-in-Class ECC protection for longest data retention and drive life;
    Power/Performance Balancing.

La più recente evoluzione di tale controller è rappresentata dalla variante SF-2100, che assicura prestazioni simili ma vede raddoppiare le prestazioni in termini di IOPS. In più, è stato aggiunto il supporto alle flash da 20 nm.

 

A proposito di memorie NAND flash, passiamo ad analizzare quelle che questa unità ha da offrirci. Il PCB include 16 chip flash, 8 per lato. Considerando che la capacità offerta è pari a 60GB, avremmo a disposizione 3,75GB offerti da ogni cella.

I dati non tornano, vero? E' risaputo che in informatica difficilmente abbiamo a che fare con valori che non siano in qualche modo potenze (più o meno grandi) di 2. La risposta a questa incongruenza è la tecnica di overprovisioning. In realtà potremo aspettarci che ogni chip contenga in realtà 4GB ma che tale tecnica abbia celato 4GB di capacità.

Silicon Power SSD V20 60GB

La lettera "i" su ogni chip ci informa che abbiamo a che fare con dei moduli di memoria Intel, e questo non può che farci piacere. Si tratta di moduli flash NAND basati sui classici FG-MOSFET transistor di tipo multi-layer cell. Serial number Intel 29F32G08AAMDB, uniti in matrimonio con il controller SandForce SF-1200.

Praticamente impossibile reperire un datasheet approfondito su questi chip di memoria. Ci basti sapere che si tratta di chip di memoria flash convenzionale e che il brand Intel è garanzia di prestazioni di tutto rispetto. E in effetti, come vedremo a breve, il controller è continuamente sollazzato da prestazioni incontenibili di questi chip, che cercano di spingere il SandForce sempre al massimo delle sue potenzialità e prestazioni offerte. Osservando tra poco i risultati dei test condotti, noteremo come paradossalmente le prestazioni massime dell'unità siano in realtà praticamente quelle massime assicurate da questo controller SandForce, con qualche piacevole picco persino superiore.

E' bene ricordare che in questo tipo di drive, e soprattutto quando parliamo di processi produttivi così "tirati", l'overprovisioning è presente eccome, e pari a diversi punti percentuale rispetto alla capacità massima teoricamente disponibile (ma non completamente sfruttata)!




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