Draadloze verbindingen tussen flash-chips verkleinen ssd's

Onderzoekers van de Keio University in Japan hebben draadloze communicatie-technologie op basis van 'inductieve koppeling' gepresenteerd. Hiermee is een 'micro-ssd' bestaande uit 64 op elkaar gestapelde nand-flash-chips te produceren.

Volgens Tadahiro Kuroda, professor van de Department of Electronics and Electrical Engineering van de Keio University en hoofd van het project, zorgen de 3d-opbouw en de draadloze verbindingen van de micro-ssd ervoor dat het energieverbruik kan worden gehalveerd, terwijl het oppervlak van de communicatiecircuits slechts 2,5 procent inneemt van dat op een conventionele ssd. Ook is maar één lsi-chip nodig in plaats van de huidige acht chips.

Doordat gegevens tussen geheugenchips en de controller draadloos wordt doorgegeven via inductieve koppeling, zijn per nand-flash-chip slechts drie bedrade verbindingen nodig: voor de voeding, voor de aarde en een controledraad. Hierdoor zijn per 'micro-ssd' slechts maximaal 200 draden nodig, terwijl dit er bij een conventionele ssd-opbouw ongeveer 1500 zijn. Het is niet bekend of de draadloze communicatie prestatieverlies met zich meebrengt.

De proefopstelling van het onderzoeksteam, dat het ontwerp op de Isscc 2009 presenteerde, was opgebouwd uit zes op elkaar gestapelde flash-chips van elk 60 micrometer dik. De chips waren vervaardigd met een 180nm-cmos-procedé.

Reacties (47)

[Hensz]

Leuk! Dit wordt als draadloos gepresenteerd en iedereen valt beveiligingswijs over elkaar heen.

Besef dat het hier dezelfde techniek betreft als waarmee je computer met het stroomnet (ja de 230V!) is verbonden. Is ook een inductieve koppeling. Zijn daar dan geen veiligheidrisisco's aan verbonden? Idem met de adapters van Dect-telefoons, routers, en allerlei andere apparatuur met de hulp waarvan wordt gesproken, bestanden uitgewisseld, gemaild, etc.

Zijn draadloze waterkokers nog wel verdedigbaar in deze tijden?

[Verwijderd]

Ehm... Ik neem aan dat je het over transformators hebt? Primaire spoel, secundaire spoel, gemeenschappelijke kern?

Dat wordt al een tijd niet meer gebruikt in voedingen. Zijn tegenwoordig allemaal switched power supplies, waar geen inductie aan te pas komt. (Ok, klein beetje, er zitten wel wat spoelen in zo'n circuit... Maar het leeuwedeel van de energie wordt dmv electronica in een lager voltage omgezet, en niet meer met een grote transformator.)

Zowiezo moet je onderscheid maken tussen electrotechniek voor energie-overdracht (waar jij het over hebt) en informatie-overdracht (waar het artikel over gaat).

Uitleg onder andere op wikipedia.

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 4 augustus 2024 00:14]

[Brechtje]

Ook met geschakelde voedingen wordt gebuik gemaakt van inductie.
Er moet immers 'netscheiding' plaatsvinden.De spoelen zijn echter veel kleiner omdat er op een veel hogere frequentie dan de netfrequentie wordt gewerkt.

[BAS80]

Leuk! Dit wordt als draadloos gepresenteerd en iedereen valt beveiligingswijs over elkaar heen.

En toch vind ik dat hij wel een punt heeft, wat valt niet uit te lezen tegenwoordig? Ik woon ik het meest afgeluisterde/getapt westers land wat er bestaat. vanaf de straat kunnen ze met de juiste apparatuur van meters afstand al mijn DVI/VGA/HDMI kabel uitlezen. Gaan we ons hier druk maken over een paar SSD's met een evt. uitleesbaar gebied, niet groter dan enkele millimeters, zet er een klein metalen plaatje voor met een verschillende dichtheid en je probleem is opgelost. Dat geeft zoveel EM storing dat het niet meer uit te lezen valt. (zou dit evt. in mobiele apparatuur worden toegepast.)

Dit is gewoon weer een stapje richting de Quantum chips die ik over een paar jaar in mijn PC heb.

[Verwijderd]

De hele discussie over uitlezen is zwaar overdreven. Als je al wil aftappen dan tap je het bron signaal af dat naar de disc zou gaan. Daarnaast is het aftappen van het signaal tussen de platters (als je ze zo zou kunnen noemen) niet aan de orde.
De inductie spanning moet zorgen voor een overdracht tussen twee lagen. Als de signaal sterkte zo groot zou zijn dat je het buiten die afstand van twee platters zou kunnen lezen dan zou je te veel crosstalk tussen laag 1 en 3 krijgen om maar wat te noemen. Dus dat is helemaal niet aan de orde.

[BAS80]

Precies

[Fjerpje]

Toen men de baksteen uitvond zag de mens dat dit een handig gesteente was waarmee men huizen konden bouwen, later bleek dat het baksteen niet veel gewicht kon dragen en vond men beton uit en bleek dit sterk genoeg te zijn om hoger te bouwen wat eerder niet voor mogelijk werd gehouden.

Moraal van het verhaal: sinds het moment dat er voor het eerst een huis werd gebouwd ondervond men dat het handig was om te stapelen. Waarom is er dan zoveel tijd nodig geweest om in te zien dat het stapelen van chips ook een uitkomst bied tot verkleining van de benodigde ruimte...

[Verwijderd]

Stapelen levert inderdaad veel voordeel op voor de "dichtheid" van de schakelingen. Naast warmteontwikkeling zijn de verbindingen ook een mogelijk probleem bij deze techniek.

In dergelijke chips kan per laag slechts een (1) verzameling niet-kruisende verbindingen worden gemaakt. Ter vergelijking: op de printplaat van moederborden worden (in diverse bewerkingsstappen) verscheidene lagen van verbindingen gemaakt.

Om ingewikkelder verbindingen mogelijk te maken heb je meer dan een laag nodig. Als voor deze extra laag een hele bewerkingsgang nodig is, kun je net zo goed een nieuwe verzameling schakelingen in deze laag opnemen. Zo ga je aan het stapelen.

Bij het stapelen is het belangrijk een scheiding tussen de lagen aan te brengen. Het gaat om elektromagnetische isolatie (om te voorkomen dat de kleine schakelingen die vlak boven elkaar liggen onbedoeld andere elektrische componenten zoals condensatoren gaan vormen - van dit verschijnsel hebben tweedimensionale chip-layouts ook last) en om een laag die de warmteontwikkeling onder controle kan houden. De tussenlaag wordt in een aparte bewerkingsgang gemaakt, en van een heel ander materiaal.

Om de gestapelde lagen met elkaar te v erbinden is dan een gecontroleerde verbinding nodig. Dat is natuurlijk wel mogelijk (want het wordt gedaan), maar het zorgt mogelijk voor problemen met de thermische effecten en de elektromagnetische afscheiding. Mogelijk is het maken van kleine verbindingen in het isolerende materiaal erg moeilijk, of zorgt voor veel uitval bij de produktie.

Door de inductieve verbinding (aan de rand van iedere laag) wordt het misschien wel mogelijk om de lagen volledig onafhankelijk van elkaar in te delen, als de inductie-aansluitingen maar op een vaste plaats zitten. Wellicht kan ook de scheidingslaag wat dikker of robuuster gemaakt worden.

Interessante vraag is verder hoe de inductieve verbindingen gaan werken zonder elkaar te storen (via een bus-model?) en wat de doorvoer van zo'n verbinding is.

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 4 augustus 2024 00:14]

[Britney65]

(via een bus-model?)

Second, a state machine was developed so that chips can be selected without giving individual numbers to them.

Dus waarschijnlijk wordt na het selecteren van een adres, serieel van iedere chip een aantal bitjes opgevraagd waarna de statemachine de volgende chip een seintje geeft en die een aantal bitjes ophoest. Met de snelheid waarmee seriele data tegenwoordig verzonden wordt lijkt dat me ook de goedkoopste manier.

[Milmoor]

Hitte is een groot probleem bij stapelen. Het was domweg nog niet hard genoeg nodig. Er zijn meen ik CPU's geweest die er gebruik van maakten, dus helemaal nieuw is het neit.

[Verwijderd]

PCB's zijn al vrij lang "gestapeld" (IC's ook), dus zo nieuw is het helemaal niet, ik denk eerder dat de hitte ontwikkeling een factor is waar men nog iets op moet verzinnen.

[Verwijderd]

Waarom is er dan zoveel tijd nodig geweest om in te zien dat het stapelen van chips ook een uitkomst bied tot verkleining van de benodigde ruimte...

Oh, het inzien is het probleem niet, maar het oplossen wel.

Jouw vergelijking gaat een beetje mank op het feit dat in een bakstenen muur, de onderste steen niet hoeft te communiceren met de bovenste steen.

In de electrotechniek kun je wel leuk dingen op elkaar plakken, maar anders als bij een muur moet het spul ook nog wel met elkaar kunnen communiceren. Er moet een informatie-pad tussen de componenten gemaakt kunnen worden.

[Ali3nSt0rmz]

het punt van dit artikel is dat door deze inductiemethode te gebruiken, het communicatiecirquit nog maar 2.5% (1/40ste) van de oorspronkelijk benodigde dikte inneemt, waardoor er veel meer ruimte is om chips te kunnen stapelen

chips zijn in het verleden al gestapeld dus jouw vergelijking is niet 100% van toepassing ^^

[DutchKel]

Het eerste waar ik aan denk als ik zoiets zie:
Dadelijk kun je met een sniffer gewoon de ssd op afstand uitlezen. Dat zal wel een heel groot veiligheidslek zijn.

Hoe snel of hoe klein je iets kunt maken, security op dit niveau zou toch wel ERG hoog moeten zijn

[_JGC_]

Harddisks werken ook met inductie. Feit is dat die inductie zo gericht is dat we tegenwoordig al 500GB op een ronddraaiend schijfje van 3.5" kunnen opslaan. Die draadloze technologie komt ook niet door de behuizing van je harddisk heen.

[Caelestis]

Een inductie veld is een magnetische veld. Wat is het verschil met het magnetische veld op HDD platters en dit ? Volgens mij net zo gevoelig oftewel net zo nagenogoeg onmogelijk voor de gewone hacker/cracker.

[!GN!T!ON]

ik denk je dat het verkeerd begrijpt, data word niet met radio signalen oid verstuurd, maar door op elke gestapelde chip een aantal contactjes te zetten en zo "in elkaar klikt"

dus niet uit te lezen oid, je vervangt de draadjes alleen maar met een directe connectie

[hatex]

hmm bij de term 'inductieve koppeling' krijg ik niet het gevoel van directe connectie...

meer iets in de vorm van de huidige manier om een tandenborstel contactloos op te laden zeg maar...

[Kiwiknaapje]

Met jouw voorbeeld van een tandenborstel is dan ook deze discussie rond eventueel sniffen beëindigt, want die tandenborstel kan je ook niet opladen als die 10 cm van je lader staat/hangt

[memphis]

Kijk even een paar jaar terug over het draadloos lezen van stemcomputers en dus de stemkeuze af te luisteren was.....

Neemt niet weg dat iets wat draadloos is mogelijk afgeluisterd kan worden ook gestoord kan worden zoals een GSM in de buurt oid.

[MSalters]

Het afluisterbaar zijn van de stemcomputer was dan ook geen inductie, maar simpelweg slecht afgeschermde draden. Hier is het doel om een leesbaar signaal 60 micrometer verder te krijgen. Laat het een factor 100 verder komen, dan nog is dat maar 6 millimeter. En een factor 100 verder is belachelijk veel, daar is het signaal een factor 100x100 = 10.000 zwakker.

[Verwijderd]

Denk dat je in die zin je factoren zelfs achterwege kunt laten want die inductie mag de andere platters niet beinvloeden. Dus die zal echt op z'n minst zijn. De info mag niet verder dan de platter waar hij voor is bedoeld.

[GravGunner]

platter??? het is een SSD, het zijn dus flash chips
Platters vind je in een Harde Schijf

[susscorfa]

het gaat hier over inductie dus ik neem aan dat de afstand waar over het uit te lezen is minimaal is zeker in een metalen behuizing

[CyBeRSPiN]

Dat kan met bedrade apparatuur net zo goed hoor, en als je kijkt om wat voor afstand het gaat, denk ik niet dat je het op meters afstand nog makkelijk kunt afluisteren

[Verwijderd]

ik denk, als je dit in een goeie doos steekt, en het enkel over millimeters of zelfs nog kleinere afstanden laat gaat voor het signaal, dan zou dit toch geen probleem mogen zijn?

[Umbrah]

Gezien het gebruik van de term inductie op milli niveau, denk ik dat dit wel meevalt, in de lijn van: de afstand waarop dít uit te lezen valt, is vergelijkbaar met de afstand waarop je nu je kabeltjes op het PCB aan het plaatsten bent.

Op den duur is er uiteraard altijd een SATA aansluiting die nog weer een stuk 'makkelijker' af te luisteren valt.

[timonb]

In het geval dat je het zou kunnen uitlezen, dan is het nog de vraag wat kun je er mee.

Je hebt er niet een controller tussen zitten, dus de informatie die snifft is wel heel erg ruw. Ik vraag me af of je werkelijk iets hebt aan die informatie.

Daarnaast zul je dan alle chips moeten uitlezen, omdat de informatie gefragmenteerd is.

[kiang]

Vanop 10 meter kan ik met de juiste apparatuur perfect aflezen wat er op jhe scherm komt, adhv de magnetische straling die je videokabel uitzend. Het is dus allemaal maar afhankelijk vanaf wanneer je iets veilig wilt noemen.

Daarbij denk ik dat de reikwijdte van deze techniek niet meer is dan enkele centimeters, dus ik denk niet dat ze zich daar zorgen moeten over maken.

[Brechtje]

Gewoon een metalen afscherming er om heen net zoals bij een harddisk en het indcutieve veld blijft binnen de case.

[De Fluppe]

Betekent dit nu dat de capaciteit van een SSD op relatief korte termijn die van een HDD compleet achter zich zou kunnen laten, gezien ook de capaciteit van de gebruikte nand-flash-chips niet stilstaat?

[gamepower2005]

Wat SSD's op het moment tegenhoudt is vooral prijs per GB. Deze technologie stapelt alleen chips, wat de productiekosten niet zou verkleinen maar juist verhogen (in ieder geval op korte termijn).

Interessante ontwikkeling, ben benieuwd wanneer en of dit toegepast gaat worden.

[MSalters]

Deze technologie verkleint de prijs van connecties, dus dat lijkt me vrij snel rendabel - als 't ook daadwerkelijk werkt in de praktijk. Connector prijzen zijn een bekende en belangrijke kostenpost.

[betatester]

Het is niet bekend of de draadloze communicatie prestatieverlies met zich meebrengt.

Dit lijkt me nu juist toch wel belangrijk om te weten.

[jvd-nl]

... een voor de voeding, de aarde en een controledraad

Ik mag hopen dat we het over 'nul' hebben in plaats van 'aarde'? Erg veel sprake van 'draad' is er ook al niet trouwens met die stapel-ic's:) Apart trouwens dat ze die term ook gewoon in de tekening gebruiken...

[brainball]

bij elektronica wordt er veel gesproken over de ground of aarde in plaats van nul. Voor gelijkspanning is er ook niet heel veel onderscheid tussen de nul en de aarde. Voor wisselspanning is dit wel veel belangrijker.

[Vyo]

In essentie blijft het een verbinding, en deze zijn traditioneel altijd gerepresenteerd door de welbekende kabels (verpakte draden), net zoals hoe we het vroeger op school uitgelegd kregen. Jij hebt dan liever de marketingtechnisch interessantere termen als 'inductive interconnectors' ?

[Reactie gewijzigd door Vyo op 4 augustus 2024 00:14]

[Ackermans1973]

Worden ze nu ook goedkoper hierdoor?

[Fjerpje]

Ik denk zelf dat het verkleinen van transistors meer tijd en geld kost dan het stapelen van chips en daarmee een gepaste koel methode uit te vinden. En als je dan toch aan het stapelen bent, kan een dun laagje metaal dat RFI absorbeert er ook nog wel tussen dat tevens kan dienen als koeling. Maar qua ruimte en indeling van de chips denk ik dat het stapelen tijdelijk een uitkomst biedt (ruim gezien). Toch zou, binnen nu en 20 jaar, een nieuwe chip technologie bijvoorbeeld: een uitgewerkte versie van quantum chips, zeer welkom zijn. Anders mag je over 30 jaar steunbalken in je pc bouwen om alle chips te dragen.

[Reactie gewijzigd door Fjerpje op 4 augustus 2024 00:14]

[Mr_gadget]

Gaat dit niet heel veel overspraak geven als je dit opschaalt?
lijkt me dat je ook storing gaat krijgen op je voedingsljijnen.