HGST demonstriert extrem schnelle SSD mit Phasenwechselspeicher

Die Western-Digital-Tochter HGST zeigt auf dem Flash Memory Summit 2014 im kalifornischen Santa Clara, der noch bis 7. August läuft, eine erste Solid State Disk mit Phasenwechselspeicher. Das neuartige Speichermedium wird über eine PCIe-Schnittstelle angebunden und soll Datenanfragen um ein Vielfaches schneller verarbeiten können als herkömmliche SSDs.

Der Hersteller gibt eine zufällige Lese-Performance von bis zu drei Millionen Ein-/Ausgabe-Operationen pro Sekunde (IOPS) mit jeweils 512 Bytes an. Die Random-Read-Zugriffslatenz ist mit 1,5 Mikrosekunden spezifiziert.

„Drei Millionen IOPS sind herausragend, aber dies ist nicht der aufregendste Teil der Demonstration“, erklärte Zvonimir Bandic, Forschungsmanager für Speicherarchitekturen bei HGST. „Der wirklich aufregende Teil ist die Fähigkeit, Latenzen von fast einer Mikrosekunde für Random Reads in kleinen Blöcken zu liefern. Das ist mit NAND-Flash und heutigen Controller- und Schnittstellentechnologien einfach nicht möglich.“

Der in der SSD eingesetzte Speicher besteht aus PCM-Bausteinen (Phase-change Memory) mit 45 Nanometern Strukturbreite und einer Kapazität von 1 GByte. PCM ist eine aus mehreren neuen Klassen nichtflüchtiger Speicher mit hoher Dichte, die im Vergleich zum heute üblicherweise in SSDs eingesetzten NAND-Flash um mehr als zwei Größenordnungen kürzere Lese- und Zugriffszeiten erlaubt.

Damit ein Serversystem samt Anwendungen vollständig davon profitieren kann, hat HGST auch eine leistungsoptimierte Schnittstellenarchitektur mit niedriger Latenz entwickelt, bei der die zugrunde liegende Speichertechnik keine Rolle spielt. Zusammen mit Forschern der University of California in San Diego erstellte es zudem ein neues Kommunikationsprotokoll, das bereits Anfang des Jahres auf der Usenix Konferenz 2014 für Dateien- und Speichertechnologien vorgestellt wurde.

„Diese Technik ist das Ergebnis etlicher Forschungsjahre sowie Weiterentwicklungen und zielt auf ein neues Beschleunigungsniveau für
Unternehmensanwendungen ab“, kommentierte Steve Campbell, Chief Technologie Officer von HGST. „Die Kombination aus dem Schnittstellenprotokoll mit niedriger Latenz und nichtflüchtigen Speichern der nächsten Generation liefert eine bisher nie dagewesene Leistung und schafft aufregende Möglichkeiten für neue Software- und Systemarchitekturen.“

Auf dem Flash Memory Summit in Santa Clara demonstriert das Unternehmen den Prototyp der PCM-SSD an seinem Stand 316.