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嵌入式固態硬碟提升通訊性能

當今世界,數據通信量巨大,且與日俱增,各種商務通訊設備(商業、公司、中小企業及軍事/航空)都需要優秀的性能。 每個系統部件無論大小都要經過嚴格的挑選,才能發揮更好的性能。

嵌入式固態硬碟(SSD)便是增強性能的解決方案之一。不同於用於代替硬碟驅動器(HDD)的SSD,嵌入式SSD體積小、價格低,容量驚人。嵌入式SSD可直接焊接在主機板上,節省空間,提高耐用性。若將嵌入式SSD安裝至電子硬碟(DOM)或M.2卡上,通訊設備製造商在進行系統組態時便可更靈活,可擴展性也更好(見圖1)。

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1. 若將嵌入式SSD安裝至電子硬碟(DOM)或M.2卡上,通訊設備製造商在進行系統組態時便可更靈活,可擴展性也更好。

嵌入式SSD的優點

嵌入式SSD最顯著的優點便是比HDD更快,更卓越。 HDD啟動一個伺服器可能需要超過一分鐘,而SSD則只要數秒。 SSD擁有快速NAND快閃記憶體技術,卓越的隨機讀寫操作性能,包括檢索啟動順序時讀取的所有小檔案。

嵌入式SSD還能增強虛擬記憶體映射性能。 若記憶體已滿,伺服器就會將記憶體功能轉交給開機磁碟機,此時HDD讀寫低速就會導致系統陷入停頓。 而SSD速度更快,可實現更佳的虛擬記憶體性能。

嵌入式SSD還有許多吸引人的優點。 因為不含移動部件,SSD可以經受溫度更高、震動更多的環境。若產品本身體積較小,嵌入式SSD就能節省下珍貴的空間。 此外,它們還比HDD耗能更低。 另有最近技術突破,使得它們的價格也具有了競爭優勢。

伺服器級的嵌入式SSD

尋求伺服器級嵌入式SSD的製造商們可以選擇Silicon Motion。他們的FerriSSD*產品系列包括SM659和SM619 SATA single-package 6Gb/s SSDs。 這些緊湊的解決方案將Silicon Motion的NAND快閃記憶體控制器、工業標準的NAND快閃記憶體和DRAM採用90-球, 1.0mm間距BGA (16x20x1.8mm)的規格進行集成。

DRAM是個中關鍵。 由於其低延遲、適用於寫操作密集的應用,SSD在其中能發揮最高可達每秒80,000隨機輸入/輸出操作的優異性能。 同時,DRAM還能增強可靠性,延長SSD壽命。

SM659和SM619特有一系列Silicon Motion先進技術及功能:

  • 高級NAND快閃記憶體管理,包括糾錯、壞塊管理、單元健康監測以及自動恢復
  • 擁有DataRefresh的IntelligentScan,可增強資料儲存和對讀取干擾的保護
  • PowerShield,提供高級斷電保護
  • DataPhoenix,可立即恢復資料
  • 全域磨損平衡控制,為所有NAND單元均勻分配程式/擦除週期,還擁有利於SSD壽命最大化的低寫入放大索引
  • 嚴格的工廠檢測,保證將產品使用壽命中的缺陷率和故障率降到最低(見圖2

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圖2. FerriSSDs按客戶指定的溫度經過嚴格檢測,以保證將產品使用壽命中的缺陷率和故障率降到最低。

Silicon Motion推薦客戶將SM659用於要求最高達30K 程式/擦除(P/E)週期的高可靠性應用,而SM619則適用於對耐用性要求較低的高性價比系統。 FerriSSDs可用於商業(0°C到70°C)和工業溫度(-40°C到85°C)範圍內。

執行中的FerriSSDs

SM659和SM619用途廣泛,可用於刀片伺服器、應用伺服器、路由器、通訊基站、網路防火牆伺服器、VoIP伺服器以及商業通訊系統。 它們可以作為開機磁碟機、嵌入式系統儲存部件、備份恢復裝置、授權驅動器或機械HDD無法勝任的加固型通訊設備部署中的儲存。

將FerriSSD集成到系統設計中

SM659和SM619通常是作為SSD元件安裝於SATA DOM或M.2介面的裝置中,或直接安裝於主機板上。 BGA-SSD尺寸可使FerriSSDs幾乎能夠安裝在一個緊湊的伺服器主機殼裡的任何地方,包括微型伺服器中特別有限的空間。 FerriSSDs可直接焊接到主PCB或一個OEM的專有模組形態上。

FerriSSDs的高可靠性與基於Intel® Xeon®處理器的解決方案的高可靠性和性能很匹配。 這裡要提到的一款非常適合許多通訊設備系統的就是Intel® Xeon®處理器D產品系列。 這一產品系列將Intel Xeon處理器的性能和先進智慧在一個緊湊的節能晶片系統(SoC)中展現了出來-見圖3.  

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3. Intel® Xeon®處理器D產品系列將Intel Xeon處理器的性能和先進智慧在一個緊湊的節能晶片系統(SoC)中展現了出來

基於業內領先的14nm處理技術,Intel Xeon處理器D產品系列包含集成平臺控制單元(PCH)技術,兩個集成10 Gigabit Intel® Ethernet埠,以及從20W到65W的熱設計功耗(TDP),全部按BGA規格封裝,允許堅固耐用的設計。 這些處理器執行的指令集與其他Intel Xeon處理器系列一樣,保持從資料中心到行動端的軟體一致性。

SoC最高可達16核,提供卓越的節點性能,最高可達24MB的終極快取(LLC),以及高速DDR4記憶體支援。Intel® Turbo Boost Technology 2.0可動態增強處理器頻率以在需要時額外加速,並為要求較低的任務提高能源利用效率。

除了這些功能,Intel® Xeon®處理器D-1500產品系列還包含以下高級伺服器級功能:

  • 更高的可靠性、可用性和服務性(RAS),支援ECC記憶體和平臺級錯誤管理和恢復力
  • Intel® QuickData技術,可將記憶體存取卸載到SoC上,實現低處理器開銷下的快速資料移動
  • Intel® Platform Storage Extensions,允許使用更智慧更經濟高效的儲存解決方案加快資料移動、保護資料和簡化資料管理
  • Intel® Trusted Execution Technology (Intel® TXT),用於平臺驗證,在儘量少影響性能的前提下加強安全性
  • Intel® Advanced Encryption Standard New Instructions (Intel® AES-NI),加速資料加密和解密

從解決方案目錄開始,加速您的設計進程

Intel®物聯網解決方案解決方案目錄給了OEMs和設計者們一個很好的開端。 這裡有許多搭載Intel Xeon處理器D產品系列的主機板系統,許多都有適用於DOM或M.2模組的介面。 若OEMs和設計者們希望購買已焊有FerriSSD 的主機板,聯盟成員還為他們提供定制設計服務

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Silicon Motion是Intel®物聯網解決方案聯盟的General級成員。

Mark Scantlebury

流動記者(英特爾合約記者),英特爾®物聯網解決方案聯盟

Embedded Innovator雜誌總編輯