//php echo do_shortcode('[responsivevoice_button voice="US English Male" buttontext="Listen to Post"]') ?>
Computer On Module (COM) on laajimmin käytetty laitteistomuoto sulautettuun tietojenkäsittelyyn sotilas-, kuljetus-, lääketieteen, viihteen, verkko- ja teollisuuslaitteiden markkinoilla. COM-muodon suosio johtuu sen monista eduista, joita ovat sulautetun järjestelmän nopeampi kehitys, riskien ja kustannusten vähentäminen sekä järjestelmän mukauttamisvapaus. COM:n käyttö vakiomuodossa helpottaa myös taustalevyjen ja kantolevyjen teknologian päivittämistä tai vaihtamista.
Koska vakiomuotoisten COM-muototekijöiden jalanjälki on pieni, COM-valmistajat vaivaavat valita kompaktin tiedontallennustekniikan. Sirukokoinen laite, kuten BGA SSD, on miniatyyri ja houkutteleva muoto, mutta aiemmin BGA SSD -levyjen suhteellisen korkea ja epävakaa hinta esti valmistajat käyttämästä niitä. Sen sijaan useimmat valmistajat upotivat vastakkeen tai lisäsivät liittimen SD- tai CompactFlash (CF) -kortille, joka soveltuu käynnistyslevyllä suoritettaviin toimintoihin.
Äskettäin on ilmaantunut vakavia epäilyjä SD- ja CF-korttien käytöstä sulautetuissa järjestelmissä. Sotilas-, lääketieteellinen-, automaatio-, kuljetus- ja muilla aloilla investoidaan valtavasti sulautetuissa järjestelmissä toimivien ohjelmistojen kehittämiseen. Tämä tarkoittaa, että olemassa olevan COM-kortin korvaaminen uudella mallilla on erittäin kallista – tuotteen elinkaaret ovat 20 vuotta tai enemmän.
Tämän seurauksena sulautettujen järjestelmien valmistajat kiinnittävät suurta huomiota tietoturvaan ja pitkäikäisyyteen ja ryhtyvät toimiin torjuakseen tekijöitä, jotka saattavat häiritä COM-verkkoon tallennettujen tietojen eheyttä. Myös romutettujen laitteiden puskurimuistiin jääneiden jäännöstietojen varastamisen vaara on huomattava. Yritykset torjua tätä riskiä merkitsemällä laitteet varoituksella hävitettävien tietoturvasta ovat osoittautuneet epäonnistuneiksi. Tämä on jättänyt irrotettavien tietovälineiden, kuten SD- ja CF-korttien, käytön menneisyyteen.
Samaan aikaan NAND Flash -tallennustilan gigatavuhinta on laskenut viime vuosina, mikä tekee NAND-pohjaisista tallennustekniikoista, kuten BGA SSD:stä ja eMMC:stä, entistä houkuttelevampia COM-toimittajille. Itse asiassa BGA SSD- ja eMMC-tallennuslaitteet ovat jo käytössä erityyppisissä sulautetuissa tietokonemuodoissa, mukaan lukien COM Express Basic, COM Express Compact, COM Express Mini, Qseven (Q7) ja ETX. Uusimman laskentateknologian kasvava kysyntä korkean tason teollisuuden reunalaskenta-algoritmien suorittamiseksi on myös vauhdittanut COM-HPC-tuotteiden tuotantoa, jotka voivat hyödyntää korkean suorituskyvyn SSD-tekniikkaa.
BGA-SSD-levyjen kysynnän kasvu jatkui
Tähän päivään asti sisäisten BGA-SSD-levyjen kysyntä COM-järjestelmissä on kasvanut useista syistä.
Ensimmäinen on se, että COM-toimittajat keskittyvät kustannuksiin ja teknologiainvestointiensa tuottoon. Kun SSD-tekniikka tuli ensimmäisen kerran markkinoille, SSD-laitteiden kustannukset olivat suhteellisen korkeat – NAND Flash -tallennustilan hinta oli jopa 40 dollaria gigatavua kohden. Lisäksi tämä hinta oli epävakaa NAND Flashin hinnan heilahtelujen vuoksi. Tämän vuoksi myyjät eivät halunneet upottaa SSD-levyä moduulilevyn vakiotallennusvaihtoehdoksi.
NAND Flashin hinta putosi ajan myötä paljon alle 1 dollariin gigatavua kohden. Tämä teki esimerkiksi 8 Gt SLCmoden tai 32 Gt SSD:n kustannuksista edullisia, mikä rohkaisi myyjiä upottamaan BGA SSD:n COM-korttiin.
Toinen syy SSD-levyjen kysynnän kasvuun COM-markkinoilla on asiakkaiden kysyntä. Esimerkiksi teollisuustason sovelluksissa vankka laitteisto ja tietosuoja ovat olennaisia vaatimuksia. SD- tai CF-kortit ovat helposti irrotettavissa, mikä tekee niissä olevista henkilötiedoista alttiina varkaudelle.
Sotilas- tai teollisuussovelluksissa käytettävien laitteiden on myös täytettävä tiukat vaatimukset korkeiden lämpötilojen, iskujen, tärinän ja muiden ympäristöilmiöiden sietämisestä. Tietokoneen isäntä ja jokainen laitteen sisällä oleva komponentti on mitoitettu toimimaan laajalla lämpötila-alueella, tyypillisesti -40 °C - 85 °C. Tämä koskee tietysti myös tallennuslaitteita, mutta SD- ja CF-kortit tukevat harvoin laajaa käyttölämpötila-aluetta.
Lisäksi, jos SD- tai CF-kortin liitintä käytetään ankarissa olosuhteissa pitkän aikaa, sen suorituskyky voi heikentyä, mikä voi johtaa tiedonsiirtosuorituskyvyn heikkenemiseen tai jopa täydelliseen epäonnistumiseen. Teollisuuskäyttöön tarkoitettujen tuotteiden on myös kyettävä kestämään iskuja. Sulautetut tuotteet, jotka käyttävät BGA SSD:tä, toimivat paljon paremmin iskuille ja tärinälle alttiina kuin SD- tai CF-kortti.
Toinen tekijä sulautettujen tietokoneiden markkinoilla on se, että teollisuustietokoneiden (IPC) toimittajat kohtaavat valtavia kilpailupaineita, mikä saattaa supistaa heidän tulonsa COM-tuotelinjoistaan. Kasvatakseen tai ylläpitääkseen voittoa IPC-valmistajat panostavat paljon lisäarvoa tuovien tuotteiden integrointiin, osittain upottamalla COM-kortille komponentteja, jotka saattoivat aiemmin olla ulkoisia plug-in-laitteita. Tallennus on yksi sulautetun laskentajärjestelmän tärkeimmistä sisäisistä elementeistä: IPC-toimittajat etsivät aina mahdollisuuksia lisätä arvoa tuotteidensa tallennustilatarjontaan.
Esimerkiksi toimittajat valitsevat nykyään BGA SSD -tuotteita, jotka tarjoavat edistyneitä turvallisuus- ja vakausominaisuuksia, jotka suojaavat käyttäjän ydinkäyttöjärjestelmää ja tietoja. Tämä varmistaa, että tietoja ei voi helposti vahingoittaa tai poistaa – ominaisuus, joka antaa COM-tuotteelle arvokkaan uuden myyntivaltin ja toimittajalle tärkeän kilpailuedun.
Erikoistuneet tietosuojatekniikat FerriSSD-tuotteissa
Tämä vaatimus säilyttää tallennettujen tietojen eheys koskee monia COM-muodon toteutuksia sovelluksissa, kuten teollisissa valmistusjärjestelmissä, älykkäissä lääketieteellisissä kuvantamisalustoissa, digitaalisissa näyttötauluissa, viihde- ja lähetystoiminnassa sekä sotilasvarusteissa. Tämä edellyttää suojattujen tietojen tallennusjärjestelmien käyttöä, jotka estävät ennakoimattomien virheiden tai tietojen katoamisen riskin.
Tietosuojan, turvallisuuden ja luotettavuuden tarve voidaan täyttää hyödyntämällä FerriSSD:n erillisiä ominaisuuksia ja teknologioita:
Kattava tietopolun suojaus
FerriSSD-levyt sisältävät täyden tietovirheiden havaitsemisen ja palautusmoottorit, jotka parantavat tietojen eheyttä koko isäntä-NAND-isäntä-tietopolulla. FerriSSD-tietojen palautusalgoritmi voi tehokkaasti havaita kaikki virheet SSD-tietopolussa, mukaan lukien laitteisto- (eli ASIC-)virheet, laiteohjelmistovirheet ja muistivirheet, jotka syntyvät SRAM-, DRAM- tai NAND-muistissa (katso kuva 1).
Kuva 1: Päästä päähän -tietopolun suojaus varmistaa, että SSD:n sisällä olevat tiedonsiirtopisteet ovat täysin virheettömiä
Miksi, kun tiedoissa on virhe, FerriSSD:n tietojen palautusalgoritmi pystyy havaitsemaan sen välittömästi? Pääsyy on se, että kun tiedot on kirjoitettu, tuotetaan pariteettijoukko. Kun tämä tietoerä luetaan, FerriSSD laskee jälleen pariteettinsa. Jos edellinen pariteetti ei täsmää jälkimmäisen kanssa, se välittää virheilmoituksen isännälle asianmukaista palautuskäsittelyä varten. Vertailun vuoksi, tavanomaiset SSD-levyt välittävät vialliset tiedot isännälle ilman virhelippua, mikä pahentaa alkuperäistä ongelmaa, koska se ei varoittanut isäntää virheenpalautuskäsittelyn tarpeesta.
Aktiivinen suojaus: IntelligentScanTM & DataRefreshTM
Nämä kaksi tekniikkaa ovat itsetestauksen ja itsevalvonnan menetelmiä. "Kirjoitus"- ja "luku"-komentojen suorittaminen NAND-kennossa on pohjimmiltaan sähkön purkamis- ja latausprosessi. Oletetaan, että uusi NAND-kenno tallentaa 100 elektronia kirjoitettuna. Ajan myötä toistuvat kirjoitus- ja poistotapahtumat haihduttavat kennoa, mikä vähentää kennon kapasitanssia niin, että kirjoituskomennon tallentamien elektronien määrä voi pudota 100:sta 80:een, sitten 70:een, sitten 60:een ja niin paljon, että se putoaa kriittisen kynnyksen alle, ohjain ei voi enää lukea tietoja oikein, mikä johtaa tietojen menetykseen tai vioittumiseen. IntelligentScan-toiminto vastaa siitä, onko tallennettu varaus laskenut alle kynnysarvon. Jos on, se lukee databitin ja kirjoittaa sen uudelleen ECC-moottorin kautta ja
DataRefresh lataa solun uudelleen NAND-kennon jännitteen palauttamiseksi oikealle tasolle (katso kuva 2).
Kuva 2: IntelligentScan & DataRefresh-toiminnot voivat havaita suuren riskin tekijät ennen kuin tiedot katoavat
Passiivinen suojaus: NANDXtend®-pariteetin käyttäminen ECC-tekniikan korjaamiseen
FerriSSD yhdistää Silicon Motionin patentoiman korkean suorituskyvyn LDPC Error Code Correction -moottorin ja RAID-toiminnon, joka tarjoaa useita etuja. Ensinnäkin se parantaa tuotteen luotettavuutta ja toiseksi se pidentää huomattavasti ohjelmointi/poisto (P/E) -jaksoa ja pidentää SSD:n NAND Flash -tallennusvälineen käyttöikää. Lisäksi NANDXtend voi auttaa lisäämään tiedon tallennuskapasiteettia ja vähentämään korkeassa lämpötilassa tapahtuvan käytön aiheuttamia tietovirheitä (katso kuva 3).
Kuva 3: Silicon Motionin patentoitu NANDXtend pystyy lisäämään SSD-tuotteiden luotettavuutta
Käyttäjän tietojen suojaus
Silicon Motion on panostanut vahvasti tietoturvan vahvistamiseen hakkerointiriskin torjumiseksi. Se ei vain käytä omia menetelmiään tai noudata markkinoiden julkisia tietosuojamääräyksiä (kuten Full Disk Encryption / TCG Opal 2.0) toiminnallisena vertailukohtana. Asiakkaat, joilla on suurempi arkaluonteisen tietosuojan tarve, ovat usein huolissaan siitä, että julkiset tietosuojasäännökset ovat helposti hakkeroitavissa. He luovat mieluummin omia suojaustoimenpiteitä, kuten lisäämällä henkilökohtaisen lisäsirun (katso kuva 4). Tämä ohjaa viestinnän ja yhteistyön sujuvuutta FerriSSD:n kanssa ja valtuuttaa tallennuslaitteen hyväksymään, vastaanottamaan tai lähettämään tietoja säilyttäen samalla täydellisen suojauksen.
Kuva 4: Mukautetut kumppanisirut lisätään arkaluontoisten tietojen turvallisuuden parantamiseksi
Vahva laiteohjelmistosuojaus turvallisella digitaalisella allekirjoituksella
FerriSSD tukee suojattuja digitaalisen allekirjoituksen vahvistusjärjestelmiä. Tämä toiminto on identtinen Silicon Motionin asiakaslaitteiden suojauslauseiden lisäyksen kanssa. Kun laiteohjelmistoa päivitetään, sen avulla osapuolet voivat käydä läpi salasanan vahvistusprosessin käyttäen FerriSSD:n algoritmia tuottaakseen joukon vahvistuskoodeja, joihin hakkerit eivät pääse käsiksi (katso kuva 5). Jos hakkerit luovat haittaohjelman pakottaakseen laiteohjelmistopäivityksen lopputuotteeseen, se ei pysty tuottamaan vahvistuskoodia ja haitallinen päivitysyritys epäonnistuu.
Kuva 5: FerriSSD ylläpitää käynnistyksen suojausta suojatun digitaalisen allekirjoituksen avulla
100 %:n arvio alhaisen dPPM:n varmistamiseksi
COM-valmistajat vaativat laajan käyttölämpötila-alueen -40 °C - 85 °C. Ennen kuin FerriSSD-tuotteet lähtevät varastosta, suoritetaan tiukka lämpötilatesti asiakkaiden määrittelemällä tavalla (katso kuva 6). Tämä johtaa erittäin alhaisiin dPPM-arvoihin, mikä vastaa asiakkaan erittäin korkeaa luotettavuutta koskevia vaatimuksia.
Kuva 6: Alhaisimman dPPM:n saavuttamiseksi FerriSSD-tuotteille tehdään tiukka lämpötilatesti
Yhteenvetona voidaan todeta, että NAND-kustannusten aleneminen, tiedon vakauden ja tietosuojan kysynnän kasvu sekä COM-toimittajien lisääntyvä halu integroida arvokkaita tuotteita COM-korttiin tarkoittavat, että BGA SSD:stä on tullut suosikkituote nykypäivän COM-markkinoilla. Tämä koskee erityisesti SSD-tuotteita, jotka sisältävät tietosuoja- ja tallennusvarmuusominaisuuksia.
Päästä päähän -tietopolun suojauksen ja aktiivisen/passiivisen suojauksen sisällyttäminen käyttäjien tietoihin ja laiteohjelmistoon tarjoaa suuria etuja sulautetuissa tietokonejärjestelmissä.
Silicon Motionin FerriSSD on nyt vakiinnuttanut asemansa ihanteellisena tallennuskomponenttina sulautetuille laskentamoduuleille kattavan lämpötilatestauksen ja siitä seuraavien alhaisten dPPM-nopeuksien ansiosta. FerriSSD-tallennustila on nyt ensisijainen valinta COM-tuotteille sotilas-, kuljetus-, lääketieteellinen, viihde-, verkko-, teollisuusautomaatio- ja moniin muihin sovelluksiin.
https://www.siliconmotion.com/product/Ferri-Embedded-Storage.html tai lähetä sähköpostia osoitteeseen ferri@siliconmotion.com
Lataa tuotekatsaus
PCIe NVMe FerriSSD® https://www.siliconmotion.com/download/3HC/a/PCIe_NVMe_FerriSSD_PB_EN.pdf
Muut artikkelit
Silicon Motionin FerriSSD®: Tietokoneen turvallisuuden ja luotettavuuden parantaminen moduulirakenteilla
Silicon Motionin Ferri-tuoteperhe: Kuinka Ferri-tuotteet tarjoavat turvallisen ja luotettavan datan tallennuksen pelilaitteille
Silicon Motionin FerriSSD®: Kuinka edistyneet FerriSSD:t® poistavat bittivirheet pitkän käyttöiän aikana
Silicon Motionin Ferri-perhe: AEC-Q100 hyväksytty sulautettu tallennustila
Silicon Motionin FerriSSD®: tarjoaa lääkinnällisissä laitteissa vaaditun vakauden ja tietoturvan
Silicon Motionin PCIe NVMe FerriSSD®: mahdollistaa suuren nopeuden ja luotettavuuden digitaalisille opasteille
Lue Ferri Family
https://www.siliconmotion.com/product/Ferri-Embedded-Storage.html
Katso video
FerriSSD-perhe
https://www.youtube.com/watch?v=NmTqHTJ-s6I
Tietoja Silicon Motionista
Yrityksen esittely
Tietoja Editorista
Jason Chien
Tuotemarkkinointijohtaja
Jason Chien on sulautettujen varastointituotteiden markkinointijohtaja Silicon Motionissa. Hän on yli 13 vuotta tuotesuunnittelussa ja maailmanlaajuisen markkinoinnin edistämisessä, ja hän on johtanut Silicon Motion -tuotemerkin Ferri-tuotelinjaa. Hän on suorittanut B.S-tutkinnon Washingtonin yliopistosta.
LIITTYVÄT AIHEET:
