Toshiba zeigt Enterprise-SSDs mit 64-Layer-3D-Flash-Speicher

Toshiba entwickelt zwei Enterprise-Solid-State-Drive-Lösungen: TMC PM5 liefert eine 12-Gbit/s-SAS-Schnittstelle. CM5 basiert dagegen auf NVM Express (NVMe). Im vierten Quartal soll die Entwicklung der beiden Festplatten-Familien abgeschlossen sein. Erste Muster werden bereits an OEM-Hersteller versendet. Auf dem Flash Memory Summit in Santa Clara, Kalifornien stellt Toshiba derzeit die Speicher der Öffentlichkeit vor.

Dort hat Samsung bereits einen 1-Terabit-V-NAND-Chip für SSDs vorgestellt und Intel eine SSD in einem neuen, „Ruler“ gennanten Formfaktor präsentiert, der im Server-Rack 1 Petabyte Massenspeicher in einer Höheneinheit ermöglicht. Toshiba hatte zudem im Vorfeld die für den Einsatz in Notebooks und Tablets gedachte, besonders flache Low-Power-NVMe-SSD BG3 mit Kapazitäten von 128, 256 und 512 GByte angekündigt.

Toshiba verwendet bei seinen Neuentwicklungen in beiden Fällen 64 Layer 3-Bit-per-Cell TLC (Triple-Level-Cell) BiCS FLASH der Toshiba Memory Corporation (TMC). Die neue Technologie sorgt laut Toshiba für eine höhere Leistung. Außerdem sollen Unternehmen mit ihr neue Möglichkeiten bei der Nutzung von Flash-Speicher bekommen. Die TLC-basierten SSDs bietet der Hersteller mit Standard-Endurance-Levels von 1,3 und 5 Drive Writes Per Day (DWPD). In der PM5-Serie sind bis zu 10 DWPD möglich.

Die PM5-Serie bietet im Formfaktor 2,5 Zoll bis zu 30,72 TB Speicherkapazität. In dieser Serie liefert TMC verschiedene Modelle für Endurance- und Kapazitäts-optimierte SAS-SSDs, über die Rechenzentren für die Anforderungen moderner Big-Data-Architekturen angepasst oder Storage-Umgebungen modernisiert werden können.

Laut Toshiba verfügt die neue PM5-Serie über die industrieweit erste MultiLink-SAS-Architektur, was die Performance von SAS-basierten SSDs deutlich steigere: Die sequenzielle Lesegeschwindigkeit liege bei bis zu 3.350 MB/s und die sequenzielle Schreibgeschwindigkeit im MultiLink-Modus bei bis zu 2.720 MB/s. Die Random-Lesegeschwindigkeit reicht durch die neue Architektur auf bis zu 400.000 IOPS im Narrow- oder MultiLink-Modus.

Zum Vergleich: Seagate gibt für die Nitro 300-Familie (PDF) eine sequenzielle Lesegeschwindigkeit von 2100 MB/s und eine Schreibgeschwindigkeit von maximal 2000 MB/s an. Bei Random-Read erreicht die Seagate-Platte auf dem Papier ebenfalls einen Wert von 400.000 IOPS.

Die PM5-SAS-SSDs mit 12-Gbit/s-Schnittstelle bietet Toshiba mit Kapazitäten von 400 GByte bis 30,72 TByte und mit Sanitize Instant Erase (SIE) an. Mit dem 4-Port-MultiLink-Design der PM5-Serie stellt TMC eine Technologie bereit, die mit PCI EXPRESS SSDs (PCIe) vergleichbar ist. Laut Hersteller können damit bestehende Infrastrukturen nachgerüstet werden, ohne dass dafür aufwändige Anpassungen an der Architektur vorgenommen werden müssen.

Support liefern die PM5-SSDs außerdem für das Features Multi-Stream-Write, das Datentypen intelligent verwaltet und gruppiert. Damit werden Probleme wie Write Amplification und Garbage Collection minimiert. Latenzen werden reduziert und Endurance gesteigert. Gleichzeitig erhöhe sich so Performance und Quality of Service (QoS), heißt es vom Hersteller.

Die NVMe-basierte SSD CM5 bietet eine Dual-Port-PCIe-Gen3-Schnittstelle mit vier Lanes. Wie die PM5-Modelle unterstützt sie die Multi-Stream-Write-Technologie und zusätzliche NVMe over Fabric. Die SSD bietet Funktionen wie Scatter-Gather List (SGL) und Controller Memory Buffer (CMB). Toshiba bietet die Speicher mit Kapazitäten von 800 GB bis 15,36 TB und ebenfalls mit SIE und TCG.

CMB nutzt einen Teil des DRAM auf der SSD als Host-Systemspeicher und reduziert damit die DRAM-genutzte Last auf der Host-Seite. Dadurch steige die Geschwindigkeit des Systems. Zu einer verbesserten Performance trägt auch die BiCS-FLASH-64-Layer-Technologie bei.

Im Vergleich zu PM5 liefert die CM5-Familie IOPS-Werte von bis zu 800.000 Random-Reads und bis zu 240.000 Random-Writes beim 5-DWPD-Modell und bis zu 220.000 Random-Writes beim 3-DWPD-Modell, jeweils bei einer maximalen Leistungsaufnahme von 18 Watt.

CM5 ermöglicht auch die Erweiterung des Ökosystems rund um die Persistent-Memory-Region (PMR). Mit PMR können Anwender den Systemspeicher mit DRAM auf der SSD ohne die Nutzung kostspieliger Non-Volatile DIMMs (NV-DIMMs) vergrößern. Damit können die SSD-Lösung laut Toshiba für hohe Storage-Performance und für persistenten Speicher genutzt werden. So lassen sich beispielsweise Metadaten-Operationen wie Logging, Journaling und Application-Staging auf die SSD übertragen.