'Multicore'-geheugenarchitectuur kan ssd-drives versnellen

De Amerikaan Joseph Ashwood heeft een geheugenarchitectuur ontwikkeld waarbij geheugencellen parallel zijn uit te lezen. Het ontwerp zou ook op niet-vluchtig geheugen toegepast kunnen worden.

Ashwood, van huis uit cryptoloog, zegt dat de blauwdruk voor zijn nieuwe geheugenarchitectuur voor een belangrijk deel is gebaseerd op de multicore-ontwerpen van de huidige generatie processors. Ook zegt de wetenschapper dat hij verschillende concepten uit de cryptografie heeft toegepast. Hoewel Ashwood wegens lopende patentaanvragen nog weinig inhoudelijke details wil prijsgeven, is duidelijk dat hij met het ontwerp wil afrekenen met de flessenhalzen in het seriële design van de huidige geheugenmodules. Het Ashwood-ontwerp plaatst hiertoe de benodigde geheugencontroller direct op de ram-chip.

Door het toevoegen van een controller aan de geheugenmodule zou het benodigde oppervlak met 3 procent toenemen, maar bij het aansturen van meerdere flashkernen door een centrale parallele geheugencontroller zou zelfs een die-shrink mogelijk zijn. Een ander voordeel zou de toegenomen betrouwbaarheid van een flashmodule zijn; in tegenstelling tot een levensduur van gemiddeld honderdduizend schrijfcycli voor een flashgeheugencel, zou een ssd-drive door een flexibelere adressering een factor vijfhonderd langer kunnen werken.

Ondanks dat door de nieuwe rangschikking een geheugencel een hogere toegangstijd kent dan een cel in het conventionele seriële ontwerp, kan de controller door het multicore-ontwerp honderden geheugencellen tegelijkertijd benaderen, waardoor de totale doorvoer aanzienlijk stijgt en de gemiddelde toegangstijd behoorlijk daalt. Terwijl ddr2-dram een doorvoersnelheid van 12GB per seconde kan behalen, claimt Ashwood met flashgeheugens de data met een snelheid van 16GB per seconde op te kunnen hoesten. Hierdoor is de technologie vooral interessant voor producenten van ssd-drives, zo schrijft Eetimes.

Ashwoods parallele geheugenarchitectuur is tot nu toe uitsluitend in softwaresimulaties beproefd, maar de complexiteit zou meevallen: Ashwood stelt dat een geheugenfabrikant de nieuwe architectuur binnen drie maanden kan toepassen. Een definitief ontwerp laat hij daarom over aan een bedrijf dat in zijn technologie wil investeren.

Reacties (52)

[no-name]

Dit zou de definitieve doorbraak zijn voor ssd met betrekking het vervangen van de ouderwetse harde schijf. Aangezien de doorvoersnelheid van ssd zeer te wensen overlaat. Als de doorvoersnelheid echt hoger is dan RAM, misschien het einde daar van. HDD word dan je RAM. Hoop dat het snel commercieel word opgepakt, liefst de tijd die in het artikel word genoemd (3 maanden)

[Snoitkever]

Als de doorvoersnelheid echt hoger is dan RAM, misschien het einde daar van. HDD word dan je RAM.

De maximale doorvoersnelheid mag dan wel sneller zijn dan RAM, de bottleneck komt op dat moment gewoon op een andere plek te liggen, en wel bij de 300MB/s maximale snelheid van SATA2.
RAM geheugen heeft een 64bit bus, en dat is een van de grootste limiterende factoren in de maximale doorvoersnelheid. Deze bottleneck wordt weggewerkt door de snelheid van het geheugen te verhogen en door dual pumping, waardoor er 2 keer per clockpulse gegevens verstuurd kunnen worden.
In vergelijking kan SATA, dat gemaakt is als goedkope maar snelle oplossing maar 1 bit per clockcycle versturen. Dit maakt juist dat de kabels van SATA goedkoop en makkelijk te produceren. Een 64bit verbinding is hierbij zowel technisch als qua kosten niet te doen, en zeker niet als deze verbinding ook nog eens dual-pumped moet zijn.

[Reactie gewijzigd door Snoitkever op 30 juli 2024 22:29]

[knirfie244]

1 - RAM: Als je dual channel gebruikt heb je een 128 bit brede bus. Nehalem gaat zelfs tripple channel ondersteunen voro een 192 bit brede bus. Bij DDR wordt er zelfs 4x per klokpuls (die over het moederbord loopt) data verzonden. Dit doen ze door in de RAM modules de klokfrequentie weer te verdubbelen, de chips werken dus eigenlijk op 2x de klokfrequentie en sturen daarnaast nog eens 2x per kloktik data uit.

2 - SATA: SATA gebruikt ten eerste geen klok, maar LVDS, "dual-pumped" is hierbij dus technisch onmogelijk.
Daarnaast is de 300MB/s bij verre nog geen limiterende factor gezien de snelste SSD's maar een 160MB/s halen. Pas zodra hardeschijven of SSD's sustained 250MB/s halen ofzo wordt het eens tijd om een nieuwe snellere standaard te introduceren, SATA 6.0 is al in ontwikkeling.

[Reactie gewijzigd door knirfie244 op 30 juli 2024 22:29]

[Mitsuko]

Wat is 'niet te doen'? Als deze technologie gerealiseerd wordt en echt zo dramatisch veel beter is, dan wordt er ook vast een oplossing voor dit probleem gevonden. Zelfs al blijven we nog een tijdje bij SATA varianten, dan zou het nog behoorlijk veel sneller zijn dan huidige modellen.

[TD-er]

HDD word dan je RAM.

Dat moet het aantal schrijf-cycli van "500x enkele 100'000en" wel aanzienlijk omhoog gaan, voordat het als ram gebruikt kan worden.

[cariolive23]

Dat is al aanzienlijk omhoog gegaan, voor het gebruik als HD is het geen enkele belemmering meer. Een SSD is economisch al lang afgeschreven voordat de schijf in de problemen komt.

Gebruik van SSD als RAM zie ik niet snel gebeuren, RAM is erg goedkoop en veel sneller. Daarnaast heeft het geen toegevoegde waarde om iedere scheet van je pc/server langdurig op te slaan.

[SpiceWorm]

Volgens Joseph Ashwood zou DDR2 12 GB/s halen en zijn techniek 16 GB/s. Stel dat dat waar is zou je, puur voor de snelheid, SSD's als geheugen kunnen gebruiken. Maar tegen de tijd dat het zover is is DDR3 mainstream, en krijgen we weer andere cijfers...

[Olaf van der Spek]

Dit zou de definitieve doorbraak zijn voor ssd met betrekking het vervangen van de ouderwetse harde schijf.

Vergeet je voor het gemak de kosten even?

Bovendien is de toegangstijd nog steeds veel hoger dan bij normaal RAM.

[Reactie gewijzigd door Olaf van der Spek op 30 juli 2024 22:29]

[Verwijderd]

Ram is wat anders dan een harde schijf he.

[Verwijderd]

Kosten op zich zijn nooit de drempel als het gaat om nieuwe of vervangende technologie. Als SSD's hiermee inderdaad veel sneller worden dan stijgt vanzelf de vraag en daarmee het aanbod. En dan is het slechts een kwestie van tijd voor de prijzen laag genoeg zijn voor de gemiddelde consument. Goed nieuws in ieder geval en het zal onze pc's hopelijk een stuk sneller maken.

[Olaf van der Spek]

En dan is het slechts een kwestie van tijd voor de prijzen laag genoeg zijn voor de gemiddelde consument.

Eh, flash is al lang een massaproduct. Dat punt is dus gewoon niet waar.
Ja, de prijzen dalen continu. Maar dat geldt ook voor HDDs.

[Reactie gewijzigd door Olaf van der Spek op 30 juli 2024 22:29]

[Verwijderd]

Bijna alle ssd's zijn sneller dan de huidige hd's?... Enige wat ze ontbreken is een aanvaardbare prijs en betere capaciteiten.

[Olaf van der Spek]

Bijna alle ssd's zijn sneller dan de huidige hd's?...

Eh, echt niet. Zie performance benchmarks van bijvoorbeeld Anandtech.

[SOEPSTENGEL13]

De nieuwere zijn wel degelijk sneller, niet de budget SSD's van Transcend nee, maar die van o.a. Mitron, Ridata en OCZ wel. Dat zijn de echte spelers!

[Reactie gewijzigd door SOEPSTENGEL13 op 30 juli 2024 22:29]

[Olaf van der Spek]

Ja, maar daar hangt volgens mij ook een ander prijskaartje aan.

[MaZeS]

Goedkoop is ......
Maar goed; Wie nu een SSD koopt heeft daar over een jaar waarschijnlijk toch spijt van. Zowel vanwege de prestaties als de prijs.

[knirfie244]

Daar hangt inderdaad een ander prijskaartje aan, maar dat geld sowieso voor SSD's, en zal zeker in het begin ook gelden voor SSD's met deze technologie.

Voor prijs per GB hoef je echt geen SSD te kopen, voor performance (en energieverbruik) kan je het overwegen...

[Reactie gewijzigd door knirfie244 op 30 juli 2024 22:29]

[Stephan Oudmaijer]

leessnelheden zijn acceptabel, schrijven is dramatisch traag...

[cnieuweboer]

Vooral de random schrijf snelheid.

[TD-er]

Terwijl ddr2-dram een doorvoersnelheid van 12GB per seconde kan behalen, claimt Ashwood met flashgeheugens de data met een snelheid van 16GB per seconde op te kunnen hoesten.

Klinkt leuk, maar ik zet er zo mijn vraagtekens bij.
Nu kan DDR2 geheugen in dualchannel configuratie, dus met zo'n 2x 184 pinnen die 12 GB/s halen en dan loop je toch al wel tegen wat kritische zaken aan, zoals datapaden die in allerlei vormen gelegd moeten worden om maar "op tijd" bij de bestemming aan te komen en niet te vroeg.
Nu zou dit kennelijk in geheugenchips al op die 16 GB/s kunnen komen, maar met vermoedelijk aanzienlijk minder datalijnen, anders krijg je wel erg grote chips en is er weer een dure controller nodig om het handelbaar samen te voegen.
Dan moet de transfer-rate wel heel erg omhoog per datalijn en moet je al haast aan sata-II of PCIe- snelheden gaan denken per lijn.

[Sibylle]

hoeft niet perse, als je een flash HDD hebt met 12modules heb je met deze manier al tal van nieuwe mogelijkheden:

Slechts 6modules gebruiken en die data on-the-fly backupen op de andere 6 bijvoorbeed.
Of 10modules gebruiken en bij elke succesvolle boot backups maken van alle drivers en systeemdata.
Dit kan via de controller, en behoeft dus geen interface verandering naar SATA oid. Zo'n interne interface is makkelijker te ontwerpen dan een RAM interface op het mobo.

Ik zouhet wel fijn vinden dat mijn HDD een verborgen module heeft met Windows erop, zodat voorgeprogrammeerd kan worden dat het OS binnen 5seconde installeert

[TD-er]

Was dat een reactie op mijn post?
Indien ja:
Als er bandbreedtes genoemd worden, ga ik ervanuit dat dat per chip is, of per module die geleverd wordt en niet dat als ze er tig parallel zetten dat je dan ineens zo'n snelheid kunt halen, want dan moet je eens kijken naar de bandbreedte van een vrachtwagenlading vol tapes
Kortom, die data moet vanaf de chip naar een controller gaan (niet noodzakelijk op dezelfde module) en dan lijkt het mij voor verdere productie niet wenselijk (vanwege kosten) dat dat enorm veel datalijnen zijn, dus dat je om die reden al onwaarschijnlijk snelle datalijnen moet hebben. Dergelijke snelheden haal je in de praktijk vaak alleen maar door meerdere seriele lijnen parallel te zetten (zoals PCIe en HT), omdat je anders onherroepelijk timing-problemen krijgt.
Nu ben ik het er wel mee eens dat dat op een kleine schaal zoals in een module nog niet echt problemen hoeft te geven, maar dan zit je weer aan een dure controller die dat moet gaan regelen, terwijl dit idee nu juist zou was dat de controller in dezelfde chip zou komen als waar het geheugen zit, dus is het dan een beetje onzinnig om daarbuiten nog weer een extra controller te plaatsen om het in een ander apparaat te kunnen gaan gebruiken.

[Nelissuh]

Als ik het goed begrijp is dit een ingebouwde RAID-0 controller op een flash geheugenchip. Nog even en dan krijgen we flash-geheugenchips waarop een Dram geheugenchip kan worden geplaatst, om de doorvoersnelheid te verhogen.

[scsirob]

Is helemaal niet zo'n gek idee.. Een DRAM cache voor het flash geheugen...

[BartS12]

Dit zijn nou typisch het soort ideeen waar sommige bedrijven heel veel geld mee binnen halen, door het op tijd te patenteren (en niet op tweakers te publiceren....)

[abot13]

als het gepubliceerd is is het prior art en kan het niet meer gepatenteerd worden (kan wel maar patent kan worden getorpedeerd) dus het idee is nu open source

[arjankoole]

als het gepubliceerd is is het prior art en kan het niet meer gepatenteerd worden (kan wel maar patent kan worden getorpedeerd) dus het idee is nu open source

het is nu 'public domain' niet perse open source.

[TD-er]

ingebouwde RAID-0 controller

Ik denk dat het nog wel iets meer redundantie met zich meebrengt als ik het artikel zo lees, omdat ze claimen door deze techniek het aantal schrijfcycli met een factor 500 te vergroten.
Dus meer te vergelijken met ECC-geheugen, waarbij voor bijv 64 datalijnen 8 extra lijnen gebruikt worden voor ECC-data.

[Thunderhawk0024]

Mmm... Ik zie eerder een toepassing hiervan in samenhang met HDDs. RAM snelheden zullen nogwel stijgen.

Zoals nu vele een kleine 10.000 rpm HDD hebben voor hun apps en een grote 7200 rpm HDD hebben voor hun docs.

[Reactie gewijzigd door Thunderhawk0024 op 30 juli 2024 22:29]

[Verwijderd]

SSD is veel sneller dan HDD voor kleine blokken (< 1mb), maar veel trager voor grote blokken

[cnieuweboer]

Is dat zo? Ik had begrepen dat de sustained read speed van ssd's hoger ligt, en de continuous write speed ook, alleen de random write speed ligt lager. Hoe meer kleine files per seconde schrijven hoe slechter de prestaties van de ssd, dit heeft met erase blocks te maken.

[YopY]

16 GB / s is wel leuk, maar kunnen de huidige doorvoerlijntjes (zoals SATA 2 en kornuiten) dit wel aan? Anders heb je er niet veel aan. Of je moet een SSD direct op het moederbord solderen, liefst vlak naast het moederbord. Maar dan nog, als RAM-geheugen al slechts met moeite de 12 GB aankan, hoe zit het dan met 16 GB/s (mbt de lijntjes op het moederbord naar de processor)?

De techniek zal vast wel werken binnen de chip zelf, maar of het daarbuiten ook effectief kan werken...

[mieJas]

S-ATA kan in theorie 37,5 GB/s aan data versluizen. Zit wel goed, lijkt me.

[Olaf van der Spek]

Eh, hoe heb je dat berekend? Want de uitkomst is volledig fout.
SATA2 is 300 mbyte/s.

[blorf]

Millibit? Een bit is fundamenteel. Een duidendste bit bestaat denk ik niet. Volgens mij is het megabit wat even veel is als 128 KiloByte. Maar zelfs ik kan het mis hebben

[cnieuweboer]

Wel als je per seconde doet. Gewoon duizend seconden voor 1 bit.

[watzie]

Blijft lachen in de computer/electronica wereld, die cyclus van serieel naar parallel naar serieel naar parallel evenals digitaal naar analoog naar digitaal naar....
(denk seriele poort naar paralelle poort naar usb, digitale monitor aansluiting naar analoge naar dvi/hdmi, pata naar sata naar dit nu, etc)

Uiteindelijk is er niets nieuws onder de zon, als de hele wereld een kant op holt verzint er weer iemand iets om een 'oud' idee weer beter te maken. Erg gaaf om te zien. Hoop dat dit z'n belofte waarmaakt en snel mainstream kan worden.

[TD-er]

cyclus van serieel naar parallel naar serieel naar parallel

Vergeet de mixen hiervan niet, zoals meerdere seriele lijnen parallel, zoals in PCIe.

[veltnet]

Ja duh....Een enkele lijn is altijd serieel. En meerdere seriele lijnen noem je parallel

[TD-er]

Ik zal er maar even serieus op ingaan.
Bij een parallelle verbinding, zoals PCI, ISA of de printerpoort horen alle bits die tegelijk verstuurd worden bij hetzelfde woord.
Bij PCIe heb je gewoon meerdere kanalen die elk afzonderlijk communiceren.

[Olaf van der Spek]

(denk seriele poort naar paralelle poort naar usb, digitale monitor aansluiting naar analoge naar dvi/hdmi, pata naar sata naar dit nu, etc)

Seriele en paralelle poort hebben toch altijd al naast elkaar bestaan? Een een 'digitale' monitoraansluiting (CGA of EGA bedoel je gok ik) is niet echt digitaal, alleen kleur wordt digitaal verzonden.