Marvell ha mostrato al CES 2016 il nuovo controller 88NV1140 che usa una nuova funzione del protocollo NVMe 1.2 chiamata HMB (Host Memory Buffer), da non confondersi con HBM, acronimo di High Memory Bandwidth, che è tutt'altra cosa.

Questa funzione permette all'SSD di usare la RAM di sistema a piacimento. Trattandosi di una funzionalità incastonata nel protocollo sarà implementata da altri produttori di controller, sempre alla ricerca di soluzioni per ridurre i prezzi e aumentare la densità.

Il prezzo degli SSD in questi anni è sceso rapidamente e siamo passati dai giorni in cui sognavamo un rapporto di 1 dollaro per gigabyte agli odierni 35 centesimi al gigabyte. La memoria NAND è chiaramente il componente più costoso di un SSD, di fatti copre tra l'80% e il 95% del costo dei materiali, il cosiddetto BOM (Bill of Materials). Il modo migliore per ridurre i costi, oltre ad affidarsi ai progressi produttivi, è quello di rimuovere alcuni componenti dall'SSD. Tra questi la DRAM.

Uno degli svantaggi nel rimuovere la DRAM dagli SSD è che le prestazioni si riducono notevolmente. Tuttavia contrariamente a quanto di crede la DRAM è raramente usata come cache dei dati utente negli SSD, in gran parte a causa di preoccupazioni legate alla sicurezza dei dati. I produttori di SSD usano il buffer di DRAM per archiviare le translation table – che, in estrema sintesi, sono una mappa degli indirizzi astratti del dato salvato sulla NAND. Usare la DRAM per trovare la posizione del dato aumenta le prestazioni generali dell'SSD. Ospitare le tabelle LBA sulla NAND, metodo usato sugli SSD privi di DRAM, rallenta il processo e di conseguenza le prestazioni generali in modo marcato.

Il consorzio NVMe ha progettato la specifica NVMe per offrire uno stack software leggero per tutte le memorie non volatili, non solo la NAND. Ciò significa che l'interfaccia è abbastanza efficiente da gestire persino le velocità della DRAM (e oltre). Consentire al controller di amministrare una porzione di varia entità della memoria di sistema non solo mantiene le prestazioni elevate, ma anche i costi bassi.

La miniaturizzazione dei componenti è un obiettivo costante nel settore mobile, e l'archiviazione non fa eccezione. Attualmente in un tablet da 10 pollici l'archiviazione occupa un minino del 15% dell'area complessiva del dispositivo. Con gli altri componenti che si fanno più piccoli, l'archiviazione occupa una percentuale di spazio sempre maggiore all'interno del dispositivo. Gli incrementi di densità della memoria NAND, che avvengono a ogni generazione, aiutano a soddisfare il bisogno di occupare meno spazio, ma rimuovere il package DRAM è un grande passo avanti. Riduce anche i consumi, un aspetto sempre gradito nei dispositivi dotati di batteria.

Salvare la translation table nella DRAM può essere anche una fonte di preoccupazioni; le tabelle possono essere perse durante un'improvvisa assenza di energia. La maggior parte dei dispositivi mobile è dotata di batteria, quindi la maggior parte degli eventi di questo tipo avverrà in seguito a problemi BSOD. La specifica NVMe permette ai produttori di creare una copia del dato a intervalli regolari dalla DRAM alla NAND riducendo – ma non eliminando totalmente – la possibilità di perdere l'informazione a causa di un improvviso problema di alimentazione.

I progetti HMB emergeranno probabilmente con controller progettati specificatamente per applicazioni mobile ed embedded, come il nuovo Marvell 88NV1140. Secondo l'azienda questa soluzione offre prestazioni prossime a quelle degli SSD con DRAM, e supporta tutte le ultime tecnologie.

Gli algoritmi NANDEdge LDPC di Marvell permettono ai produttori di ottenere la durata massima possibile dalla NAND TLC (inclusa quella a 15 nm) e 3D, che è un altro fattore chiave per ridurre i costi. Usare grandi quantità di DRAM per mascherare la perdita delle prestazioni spesso associate agli SSD TLC è un'ottima idea. Il controller supporta anche memoria 3D NAND e integra un dual-core Cortex R5.

Il controller integra della SRAM, un'altra presenza comune negli SSD senza DRAM, con acceleratori hardware per aumentare le prestazioni. Marvell ha prodotto il suo controller con processo a 28 nanometri LP e supporta anche le nuove funzioni di gestione energetica L1.2 aggiunte in NVMe 1.2. La revisione più recente della specifica figura una tecnologia di throttling termico migliorata per gli SSD client che è importante per i progetti mobile densi. Presenti anche un'ampia gamma di passi avanti indirizzati al mondo enterprise.

Marvell sta lavorando con altre aziende nel segmento PC per ampliare il supporto ad HMB e ci aspettiamo che gli OEM adottino la nuova tecnologia rapidamente per via dei suoi chiari benefici.

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