技術情報/指標

サンディスクの技術力によるSSD業界への貢献

サンディスクの技術力による SSD業界への貢献
エンドユーザーの利便性を高めるために、サンディスクでは、PCでのソリッドステートドライブ(SSD)の採用を促進するための技術と測定ツールを提供しています。
サンディスクのオールビットライン(ABL)アーキテクチャでは、すべてのワードラインセルでプログラミング電圧を同時に一意に探知することにより、書き込み性能が大幅に向上し、電力消費が削減されます。サンディスクの革新的なnCache™高速化技術 1では、不揮発性フラッシュを利用することにより、システムアイドル時間を活用してユーザー要求への応答性が改善されます。サンディスクのフラッシュ管理技術であるExtremeFFS™では、多機能オペレーティングシステム 3で稼動するパソコンに搭載されたサンディスクSSDの性能と耐久性が向上します。また、LDE2(Long-term Data Endurance: 長期データ耐久性指標)は、製品寿命を通してSSDにどれだけのデータを書き込めるかを量的に示す、サンディスクが導入した業界の測定基準です。TBW(terabyte written)を単位とします。

オールビットライン(ABL)NANDアーキテクチャ
サンディスクが特許を取得したオールビットライン(ABL)NANDアーキテクチャでは、ソリッドステートドライブであるSanDisk® SSDシリーズで書き込み性能が大幅に向上し、消費電力が削減されます。
サンディスクのABLアーキテクチャでは、従来のメモリーアーキテクチャと比べて書き込み性能が大幅に向上しており、高度で効率的なアルゴリズムを利用して卓越した結果が得られます。このようなアルゴリズムでは、不揮発性ストレージ要素のプログラミング条件が迅速に感知され、選択されたワードラインですべてのセルが同時に使用されます。それほど高性能でないアーキテクチャでは、セルが1つおきに使用され、同時処理ではなく順次処理が行われます。サンディスクのABLアーキテクチャでは、偶数と奇数のビットラインの電圧を効率的に感知するため、電力消費が削減されます。

不揮発性書き込みキャッシュ(nCache™)高速化技術1
すべてのHDDと多くのSSDでは、DRAM書き込みキャッシュを使用することにより、ユーザーが応答を待機していないシステムアイドル時間を利用して、書き込みコマンドの受信とシステムへの確認応答がドライブですばやく行われます。ただし、DRAM書き込みキャッシュは、この操作を行うために常に利用可能であるとは限りません。 DRAM内のデータは、突然電源が切れる危険にさらされています。このため、多機能オペレーティングシステムでは、キャッシュに重要な情報が含まれている場合、ドライブでキャッシュのフラッシュが強制的に行われます。 Windowsでは、システムがビジーなときにFLUSH CACHEコマンドが毎秒30回発行されることがあるため、DRAM書き込みキャッシュの効果が大幅に制限されます。サンディスクの革新的なnCache™高速化技術は大容量不揮発性書き込みキャッシュです。データが SSDに書き込まれると、電源が切れた場合でもデータが確実に保存される不揮発性NANDフラッシュにデータが直ちに保存されます。 SSDでは揮発性キャッシュを利用しないため、 FLUSH CACHEコマンドに関連するパフォーマンスへの影響を受けることはありません。
サンディスクのnCache™高速化技術では、書き込みキャッシュを本来の目的のために使用することができます。ユーザーがシステムで待機していないときに、書き込みコマンドの受信とシステムへの確認応答がバックグラウンドで速やかに実行されるため、システムの応答性が大幅に改善されます。

ExtremeFFS™(Extremeフラッシュファイルシステム)テクノロジー
ExtremeFFSテクノロジーによりランダム書き込み性能が向上するため、Windows XPやWindows 72などのオペレーティングシステムで稼動するパソコンで使用されるSanDisk® SSDの耐久性もアップします。 ExtremeFFS™は、1994年に登場したサンディスクのTrueFFS™フラッシュ管理システムをベースにしています。 TrueFFS™フラッシュ管理システムは、主要な携帯電話ベンダーを対象としたフラッシュファイルシステムとして Windows 95に組み込まれました。 ExtremeFFS™は、以下のような設計要素に基づいて新たなフラッシュ管理アプローチを実現しています。

  • ページベースのアルゴリズム:Windows Vista、Windows XP、Windows 7などの標準的なオペレーティングシステム用にカスタマイズされています。 ExtremeFFSテクノロジーでは、物理的な場所と論理的な場所が固定されないページベースのアルゴリズムが使用されます。このため、SanDisk SSDは、書き込まれたデータのセクターを最適な場所に保存できます。
  • 完全にブロック不可のアーキテクチャ:NANDチャンネルは、ユーザーアクティビティに応じて単独で動作します。たとえば、一部のチャンネルが読み取りを行っているときに、他のチャンネルが書き込みやガーベジコレクションを行ったりします。

耐久性の指標
サンディスクは、業界初の指標(旧LDE)を開発しました。この指標では、データをSSDに確実に保存できる期間を、正確で意味のある数値で示します。 SSDのデータ耐久性をユーザーが各メーカーと比較できるように、指標の仕様がサンディスクで開発され、ベンチマークとしてJEDECに申請されました。 指標では、エンドユーザーの一般的なアクティビティに基づいて、SSDの製品寿命を通して書き込める回数をテラバイト単位(TBW)で示します。 データは典型的なPCの転送サイズの書き込み分布を用いて書き込み、SSDの寿命にわたって定速で書き込み、TBWが尽きてから最低1年間データを保持します。 サンディスク社内の測定法に基づき、一般のクライアントPCユーザーは1日に4GBを書き込むものとします。

 

脚注:

1 nCache™高速化技術は、大容量不揮発性書き込みキャッシュであり、ランダム書き込み性能と操作性を向上させるSSD P4独自の機能です。調査によると、最新のオペレーティングシステムは、ストレージデバイスへの多くに、4kバイトのアクセスブロックを使用しています。キャッシュはこれらの小さなデータの書き込 み命令によって満たされ、ホストがドライブにアクセスしていないアイドル時に保存領域に転送されるため、データの損失リスクがありません。一般的な日常使用の場合、ユー ザーが目にする書き込みパフォーマンスとはnCache™(バースト)により高速に処理されたものであり、シーケンシャルなアクセスによるSSD P4のパフォーマンスではありません。 IOmeter 4Kランダム書き込みテストに基づきます。

2 ExtremeFFS™はサンディスクによるページベースのフラッシュ管理アルゴリズムです。一般的によく使われるオペレーティングシステム向けに最適化されており、SSDのランダム書き込みを大幅にスピードアップさせてパフォーマンスを高速化し、SSDの耐久性を向上させることができます。