Die Informationstechnologie dringt tiefer in unseren Alltag ein und erhöht die Nachfrage nach IT-Produkten. Um dieser Herausforderung gerecht zu werden, treiben IT-Lösungsanbieter die Technologie voran, reduzieren ständig die Arbeitsabläufe und verbessern die Leistung der Lösungen.
Die massive Einführung von IT-Systemen und mobilem Computing hat die Anforderungen an die Größe und das Gewicht von Komponenten beeinflusst. Datenspeichersysteme sind da keine Ausnahme. Derzeit ist der beliebteste Formfaktor für Speichersysteme die 2,5"-SATA.
Der 2,5"-Formfaktor wurde erstmals 1988 von PrairieTek vorgeschlagen und hat in der PC-Entwicklung langjährige Popularität erlangt. Laufwerke dieses Formfaktors sind 100 mm lang, 69,85 mm breit und 5 bis 19 mm hoch.
Mit fortschreitender Technologie hat die 2,5"-SATA Konkurrenz von den Standards mSATA und M.2 erhalten. Diese SSDs sind in der Lage, die gleichen Terabytes an Daten in viel kleineren Abmessungen zu speichern.
Trotz signifikanter Reduzierung der Dimensionen von Speichersystemen und ihrer verbesserten Konnektivität erforderten kompakte Embedded-Systeme noch radikalere Lösungen. Vermeidung der spontanen Trennung des Trägers vom Datenbus, Speicherung von Dutzenden von Gigabyte an Informationen, die Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit eines klassischen Laufwerks, aber gleichzeitig eine viel kleinere Größe und Gewicht – das waren die Anforderungen. Und die Lösung ist eine neue Linie von industriellen Embedded-SSDs – die nanoSSD von Innodisk.
Das nanoSSD-Laufwerk, auch bekannt als BGA (Ball Grid Array) SSD, ist eine oberflächenmontierte integrierte Schaltung mit einer Größe von 16 x 20 oder 11,5 x 13 mm und einem Gewicht von nur 0,5 Gramm. Der Mikrochip besteht aus Flash-Speicher, dem Controller und sekundären Logikzellen.
BGA-Pins sind kleine Lötperlen, die an den Kontaktpads auf der Rückseite des Mikrochips befestigt sind.
Der Mikrochip wird entsprechend der ersten Kontaktmarkierung auf der Leiterplatte platziert. Dann wird der Mikrochip mit einer Lötstation oder einer Infrarotquelle erhitzt, sodass die BGA-Kugeln zu schmelzen beginnen.
Die Oberflächenspannung zwingt das geschmolzene Lot, den Chip genau dort zu fixieren, wo er auf der Platine sein sollte.
Innodisk nanoSSD ist ein hochintegriertes Flash-Laufwerk, das mit SiP (System-in-Package)-Technologie entwickelt wurde.
Die System-in-Package-Technologie ermöglicht die Verpackung elektronischer Komponenten in einem einzigen Gehäuse als vollständiges, voll funktionsfähiges System. Ein elektronisches Gerät dieser Art enthält normalerweise zwei oder mehr verschiedene Chips, kombiniert mit passiven Elementen, Filtern, Antennen und mechanischen Teilen. Diese Komponenten bilden zusammen ein hochintegriertes Produkt.
Innodisk nanoSSD ist ein sehr kleines Gerät mit hoher Komponentendichte. Weniger Speicherplatz bedeutet mehr Platz für andere Systemkomponenten.
Im Vergleich zu einer klassischen 2,5"-SATA hat sich die Größe der nanoSSD um 95% verringert, ihr Gewicht hat sich um das Hundertfache reduziert. Dies ermöglicht es dem Laufwerk, in praktisch jedes kompakte Rechengerät zu passen.
Der nanoSSD-Formfaktor hat folgende Vorteile:
Innodisk nanoSSD-Serie
Es gibt drei unterschiedliche Serien unter den Innodisk nanoSSD-Laufwerken. Jede von ihnen hat ihre eigenen Eigenschaften:
| Modellname | SATA 3ME3/3IE3 | SATA 3TE7 | PCIe 3TE7 |
|---|---|---|---|
| Schnittstelle | SATA III | PCI-Express Gen3x2 | |
| Formfaktor | 1620 (16 x 20 mm) | 1113 (11,5 x 13 mm) | |
| Flash-Typ | MLC/iSLC | 3D TLC | 3D TLC |
| Kapazität |
MLC: 16GB-128GB iSLC: 8GB-64GB |
32GB-256GB | 32GB-512GB |
| Sequenzielles Lesen/Schreiben (MB/s, max.) |
MLC: 410/140 iSLC: 440/260 |
540/260 | 1700/1400 |
| Betriebstemperatur |
0 +70 oC, -40 +85 oC |
0 +70 oC |
0 +70 oC, -40 +85 oC |
| Status | Massenproduktion | Massenproduktion |
32GB-256GB verfügbar in Q3 2021 512GB verfügbar in Q3 2021 |
SATA-Laufwerke haben einen Formfaktor von 16 x 20 mm. Laufwerke mit verschiedenen Arten von Speicherzellen sind verfügbar: 3D TLC, MLC und iSLC, sodass Sie die optimale Lösung nach Kosten und Anforderungen auswählen können.
Für verschiedene Arten von Zellen unterscheidet sich auch die Kapazität.
iSLC hat die geringste Kapazität (max. 64GB), ist aber am langlebigsten. Diese Laufwerke liefern bis zu 20.000 vollständige Schreibzyklen.
3D TLC-Laufwerke haben die größte Kapazität (bis zu 256GB), und die Anzahl der Schreibzyklen erreicht 3000.
MLC-Zellen sind der "goldene Mittelweg" und bieten Kapazitäten bis zu 128GB und Schreibzyklen bis zu 3000.
Der Betriebstemperaturbereich variiert ebenfalls. Der Standardbereich liegt zwischen 0° und 70°C, während der erweiterte Bereich von -40° bis +85°C reicht und somit einen breiteren Anwendungsbereich ermöglicht.
Zusätzlich hat Innodisk die neue superkompakte 3TE7-Serie von Nano-Laufwerken mit Abmessungen von nur 11,5 x 13 mm mit PCI-Express-Schnittstelle eingeführt. Diese Serie verwendet nur 3D TLC Speicherzellen.
3TE7-Laufwerke sind sowohl im Standard- als auch im erweiterten Temperaturbereich erhältlich.
Die Speicherkapazität beträgt bis zu 512GB, mit einer Lesegeschwindigkeit von 1700 und einer Schreibgeschwindigkeit von 1400 MB/s.
3TE7-Serien-Spezifikation:
- Erweiterter Betriebstemperaturbereich -40 bis +85 °C verfügbar
- NVMe 1.3 konform
- Unterstützt hochkapazitive 3D TLC Zellen
- Kompatibel mit AES-256 und TCG Opal 2.0
- Verfügt über LDPC ECC Fehlerkorrekturmechanismus und ETEP End-to-End-Datenschutzsystem
- Verwendet Host-Memory-Buffer (HMB) für maximale DRAM-freie Leistung
Eigenschaften der nanoSSD-Laufwerke
Kompakte Abmessungen
Das nanoSSD-Laufwerk hat ein Volumen von 210 Kubikmillimetern; nur 1% der 63.000 Kubikmillimeter eines klassischen 2,5"-SATA-Laufwerks.
Die Erstellung eines neuen SSD-Formfaktors besteht aus dem Design und der Anordnung von Speicherchips, Controller und Logikelementen auf der Platine. Dies erfordert mehrere Entwicklungs-, Montage- und Produktionsstufen verschiedener Teile.
Im Fall des nanoSSD-Laufwerks haben wir die Kosten für Entwicklung und Produktion halbiert. Die nanoSSD ist ein vollständiges Funktionsschema, bei dem der Controller, die Speicherzellen und Logikelemente in einem kompakten BGA-Gehäuse kombiniert sind.
Im Vergleich, wenn man sich den klassischen SSD-Aufbau ansieht, müssen die Kosten für Entwicklung, Montage und Herstellung berücksichtigt werden. Die nanoSSD umgeht dies, indem sie ein vollständig funktionierendes SSD in einem einzigen Paket anbietet.
| Bezeichnung | Standardlösung (Controller + NAND-Flash), Kosten | nanoSSD (BGA SSD für SiP), Kosten | ||
|---|---|---|---|---|
| Liste der Materialien, Komponenten, Blöcke, Einzelteile des Endprodukts | Controller | Controller-Matrix | ✔ | ✔ |
| Montagekosten | ✔ | — | ||
| Herstellungskosten | ✔ | — | ||
| Entwicklungskosten | ✔ | — | ||
| NAND-Flash-Zellen | Flash-Matrix | ✔ | ✔ | |
| Montagekosten | ✔ | — | ||
| Herstellungskosten | ✔ | — | ||
| Entwicklungskosten | ✔ | — | ||
| BGA SSD | Montagekosten | — | ✔ | |
| Herstellungskosten | — | ✔ | ||
| Entwicklungskosten | — | ✔ | ||
Hervorragender Schutz gegen Vibrationen und Stöße
Alle nanoSSD-Komponenten werden unter harten Vibrations- und Stoßbedingungen getestet, um die Datenintegrität selbst in den anspruchsvollsten Umgebungen zu gewährleisten.
Hohe Kapazität
Dank der mehrschichtigen Speicherstruktur im SiP-Block kann der 1620-Formfaktor bis zu 1 TB Daten speichern, und der 1113-Formfaktor bis zu 512 GB.
Hervorragende Leistung
Die nanoSSD zeigt eine hohe Leistung beim sequenziellen Lesen/Schreiben und übertrifft deutlich universelle USB 2.0-Laufwerke und eMMC-Speicher.
Vergleich der sequenziellen Lese-/Schreibgeschwindigkeit:
| Modellname | Sequenzielles Lesen (MB/s) | Sequenzielles Schreiben (MB/s) |
|---|---|---|
| nanoSSD PCIe 3TE7 | 1700 | 1400 |
| nanoSSD SATA 3TE7 | 540 | 260 |
| UFS 2.0 | 480 | 170 |
| eMMC 5.0 | 260 | 140 |
Beste Energieeffizienz
Die nanoSSD ist beim sequenziellen Schreiben bis zu 24 % energieeffizienter und beim sequenziellen Lesen bis zu 15 % im Vergleich zu einer M.2 2280 SSD.
| Modellname | M.2 2280 3TE7 | nanoSSD 3TE7 | Energieeinsparung |
|---|---|---|---|
| Sequenzielles Lesen, Stromstärke (mA) | 385 | 328 | 15 % |
| Sequenzielles Schreiben, Stromstärke (mA) | 456 | 347 | 24 % |
Vielseitigkeit für verschiedene Lösungen
Aufgrund ihrer kompakten Größe, des niedrigen Stromverbrauchs, der hohen Geschwindigkeit und der industriellen Zuverlässigkeit kann die nanoSSD in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden:
- Sowohl im Innen- als auch im Außenbereich
- Transport- und stationäre Lösungen
- Videoüberwachungssysteme, zum Beispiel innerhalb des Gehäuses einer Sicherheitskamera
- Produktionskontroll- und Managementsysteme
- Mobile Roboter und unbemannte Luftfahrzeuge
- Eingebettete Systeme
- Mobiltelefone und Tablet-Computer
- Lösungen für das Internet der Dinge
- Als Bootsektor für Serversysteme
- Und auch in jedem wartungsfreien Gerät, das eine zuverlässige, schnelle und kompakte Speicherlösung erfordert
Innodisk has managed to combine the best features of the usual SSD and BGA chips. High speed, reliability, and good capacity have expanded the scope of SSD applications, and the highly integrated BGA form factors 1113-X and 1620-X have significantly saved PCB space and reduced the cost of new storage solutions.
It should be noted that, first of all, nanoSSD is a product aimed at system integrators and computer manufacturers, whose production lines allow designing solutions and soldering BGA microcircuits onto printed circuit boards.
Qualified specialists of both IPC2U and Innodisk companies are ready to provide full technical support throughout the entire development and production cycle of your final product.
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Solid State Drive (SSD) Speichermedien für Industrie-PCs. Schnelle Systembereitschaft, deutlich höhere Leistungen sprechen für den Einsatz von 2,5 Zoll SATA SSD. - mSATA SSD
Diese zuverlässige Karte ist mit einer mSATA-Schnittstelle ausgestattet und auch für den Einsatz in eingebetteten Rechensystemen in harschen Umgebungen geeignet. - M.2 SSD
M.2 SSD Speicher in Industriequalität von Apacer Technology und InnoDisk. - nanoSSD
JEDEC MO-276 (microSSD) Formfaktor kompatibles Speichermedium mit eigenem Controller in BGA-Gehäuse. Dank SATA-III-Unterstützung garantiert die nanoSSD hohe Geschwindigkeit und geringen Stromverbrauch.
