ハードウェア

現行SSDに即適用可能な4倍高速化・60%省エネ化の技術を中央大学研究者が開発

By Anthony Lin

中央大学の研究グループがソリッドステートドライブ(SSD)の書き込み速度を4倍にしつつ60%省エネ化する技術を開発しました。この新技術は、現行のSSDにただちに適用可能な技術とのことです。

データ断片化の影響を抑えてSSDを高速化する技術、中央大学が開発 - 半導体デバイス - 日経テクノロジーオンライン
http://techon.nikkeibp.co.jp/article/NEWS/20140519/352641/

中央大がSSD高速化技術、書き込み速度4倍に  :日本経済新聞
http://www.nikkei.com/article/DGXNASFK2102Y_R20C14A5000000/

半導体メモリ技術に関する国際学会「2014 IEEE 6th International Memory Workshop(IMW)」で、中央大学理工学部電気電子情報通信工学科の竹内健教授らの研究グループは、不要になったメモリ領域を自動的に開放する機能であるガーベジコレクションにおけるデータコピー量を大幅に減らすことで、高速・長寿命・省エネ化できる新技術を発表しました。

SSDでは同じメモリ領域にデータを上書きできず別のメモリ領域にデータを書き込んだ後、古いメモリ領域を無効化するというメカニズムにおいてデータが断片化してしまい書き込み速度が大幅に低下することから、これを防ぐために現行の多くのSSDでは無効領域をブロック単位で消去するガーベジコレクション機能が備わっているものが多いところ、ガーベジ処理に数百ミリ秒の時間が必要なため書き込み速度が低下しているという問題がありました。

竹内教授のグループが開発した新技術では、データベース・アプリケーション向けのストレージを制御するミドルウェアに工夫を加えることで、アプリケーション・ソフト側からSSDにアクセスする際、論理アドレスを割り当てるミドルウェア「SE(storage engine)」と、SSDコントローラー側で論理アドレスを物理アドレスに変換するミドルウェア「FTL(flash translation layer)」を連携動作させデータ断片化を防ぐとのこと。


具体的には、まっさらな新しいページにデータを書き込むのではなく、次に消去するブロック中の断片化したページにデータを書き込むことでページを効率的に利用でき、ガーベジコレクション時にコピーするページ量を減らすというもの。

この新技術を用いることで、SSDの書き込み速度は従来比で最大4倍高速に、書き換え回数は55%減少することで長寿命化を実現し、消費エネルギー量も60%減少することが確認されたとのこと。


なお、この新技術はNANDフラッシュメモリには一切変更を加えないミドルウェアレベルで完結している技術のため、現行のSSDに直ちに適用することが可能なので、近々、SSDの性能が大幅に引き上げられることになりそうです。

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