S S D の 、 その 先 へ 。 シリアル ATA 3Gb/s 対応ハーフスリム SSD SHG2A シリーズ 産業機器のストレージ・ソリューション ノートパソコンにおいて HDD のかわりに SSD( ソリッドステートドライブ ) を搭載したモデルが増えています。実は SSD による HDD 代替は、産業機器の分野でいちはやく先行していました。SSD はフラッシュメモリを利用したストレー ジデバイスです。HDD と違ってメカニックな機構をもたないため、振動や衝撃にさらされる工作機械などに適してい るからです。ただし、SSD のメモリ管理・制御には高度な技術が必要になります。フラッシュメモリの書き換え回数に は上限があり、搭載されるメモリコントローラ IC の性能しだいで、SSD の寿命やパフォーマンスは大きく変わってく るからです。高信頼性が求められる産業機器を中心に、10 年以上にわたる実績を積み上げながら進化を遂げてきたの が TDK のメモリコントローラ IC“GBDriver( ギガドライバ )” シリーズ。先進の GBDriver を搭載した TDK の SSD は、 産業機器のみならず、スマートグリッドやクラウドコンピューティングなど、IT 化が進む社会インフラの広範な分野で 応用を拡大しています。 01 TT EE CC H H N N II CC AA LL JJ シリアル ATA 3Gb/s 対応ハーフスリムSSD 対応ハーフスリム SSD シリアルATA シリアルATA 3Gb/s 3Gb/s 対応ハーフスリムSSD OO U U RR N N AA LL フラッシュメモリの価格ダウンによりSSD市場が急拡大 フラッシュメモリの価格ダウンにより SSD 市場が急拡大 SSD はフラッシュメモリチップとメモリコントロー はフラッシュメモリチップとメモリコントローラ SSD ICIC および周辺回路をプリント基板に搭載したデバイス ラ および周辺回路をプリント基板に搭載したデバ USB メモリ、デジタルカメラなどに使われるコンパク る USB メモリ、デジタルカメラなどに使われるコンパ トフラッシュやメモリカードなども、フラッシュメモ クトフラッシュやメモリカードなども、フラッシュメモ HDD と同じインタフェースを備え、容易に置き換えが と同じインタフェースを備え、容易に置き換えが HDD 可能です。 可能です。 □SSDとHDDとの対照 で す。 機 器 組 み 込 み 用 の モ ジュ ール タ イ プ の ほ か 、 イスです。機器組み込み用のモジュールタイプのほか、 HDDと同サイズでパッケージされたタイプがあります。 と同サイズでパッケージされたタイプがあります。 HDD SSD の機能を の機能を HDD HDD と対照させれば、データを記憶 と対照させれば、データを記憶 SSD するフラッシュメモリが HDD HDD のプラッタ ( ディスク するフラッシュメモリが ディスク )、 )、 読み書きを制御するメモリコントローラ IC が磁気ヘッ 読み書きを制御するメモリコントローラ が磁気ヘッ ドや位置決めのアクチュエータに相当します。メカニッ ドや位置決めのアクチュエータに相当します。メカニッ リを用いたものです。では、フラッシュメモリとは、いっ リを用いたものです。では、フラッシュメモリとは、いっ たいどのようなメモリなのでしょうか？ プラッタ(ディスク) プラッタ(ディスク) メモリコントローラIC メモリコントローラIC クな機構をもたない SSD は、衝撃や振動に強いだけで クな機構をもたない は、衝撃や振動に強いだけで なく、小型・軽量、高速起動、低消費電力など、HDD なく、小型・軽量、高速起動、低消費電力など、HDD をしのぐ数々の長所をもちます。半導体素子であるため、 をしのぐ数々の長所をもちます。 半導体素子であるため、 容量単価が高いのが難点でしたが、2006 年頃からフラッ 容量単価が高いのが難点でしたが、2006 年頃からフ 磁気ヘッドおよび 磁気ヘッドおよび アクチュエータ アクチュエータ シュメモリの低価格化が進んで SSDSSD 市場が大きく拡大、 ラッシュメモリの低価格化が進んで 市場が大きく ノートパソコンへの搭載 にも拍車がかかっています。 拡大、ノートパソコンへの搭載にも拍車がかかっていま フラッシュメモリ フラッシュメモリ 簡便なリムーバルストレージとして多用されている す。 簡便なリムーバルストレージとして多用されてい フラッシュメモリはどんな原理でデータを保存するのか フラッシュメモリはどんな原理でデータを保存するのか フ メ モリ リは は現 現在 在の のIIC や LLSI ある る フラ ラッ Cや SI の ッシ シュ メモ の主 主流 で あ MOS-FET ベベース ースと て開 モリ で です。 す。 M O S - F E Tをを とし して 開発 発さ され れた メモ たメ □MOS-FETとフラッシュメモリ素子の構造 制御ゲート 制御ゲート MOS-FET MOS-FETは はP P 型および 型および N 型の半導体領域をつくった N 型の半導体領域をつくった シリコン基板に薄い酸化膜 絶縁膜) を形成し、ソース、 ) を形成し、ソー シリコン基板に薄い酸化膜 ( (絶縁膜 ス、ドレイン、ゲートの金属電極を設けた電界効果型ト ドレイン、ゲートの金属電極を設けた電界効果型トラ ランジスタ (FET)です。上から金属 です。上から金属(Metal)・酸化物 (Metal)・酸化物 ンジスタ (FET) ゲート ゲート ソース ソース (Oxide)・半導体 (Oxide)・半導体 (Semiconductor) (Semiconductor)という順になっ という順になっ ていることから、 頭文字をとって MOS ていることから、頭文字をとって MOS型と呼ばれます。 型と呼ばれます。 ソース ゲートの電圧によっ ソース -- ドレイン間に流れる電流は、 ドレイン間に流れる電流は、ゲートの電圧によっ 酸化膜 酸化膜 ドレイン ドレイン 酸化膜 酸化膜 浮遊ゲート 浮遊ゲート ソース ソース ドレイン ドレイン シリコン基板 シリコン基板 シリコン基板 シリコン基板 《MOS-FET》 《MOS-FET》 《フラッシュメモリ素子》 《フラッシュメモリ素子》 てコントロールします。この電源を水流にたとえると、 てコントロールします。この電源を水流にたとえると、ゲー ゲートとは文字通り、水門のような役目をします。 トとは文字通り、水門のような役目をします。 フラッシュメモリは フラッシュメモリは MOS-FET のゲートと酸化膜の のゲートと酸化膜の 20V 20V 0V 0V 0V 0V 20V 20V 間に、浮遊ゲート をはさんだ 間に、浮遊ゲート (( フローティングゲート フローティングゲート ) をはさんだ 2 2 重ゲート構造となっています。浮遊ゲートは酸化膜で 重ゲート構造となっています。浮遊ゲートは酸化膜で すっぽり覆われているので通常は絶縁状態にあります。 すっぽり覆われているので通常は絶縁状態にあります。 しかし、上部の制御ゲートに電圧を印加すると、絶縁膜 しかし、上部の制御ゲートに電圧を印加すると、絶縁 を通じてトンネル電流 (FN 電流という ) が流れ、浮遊 膜を通じてトンネル電流 (FN 電流という ) が流れ、浮 ゲートに電荷が蓄えられます。これが書き込み動作とな 遊ゲートに電荷が蓄えられます。これが書き込み動作 電子 電子 《書き込み動作》 《書き込み動作》 制御ゲートに電圧を加えると、 制御ゲートに電圧を加えると、 酸化膜を通じてトンネル電流が 酸化膜を通じてトンネル電流が 流れ、 浮遊ゲートに電子が注入 流れ、 浮遊ゲートに電子が注入 される。 される。 ります。逆にシリコン基板側に電圧を印加すると、浮遊 となります。逆にシリコン基板側に電圧を印加すると、 ゲートに蓄えられた電荷が放出されます。これが消去動 浮遊ゲートに蓄えられた電荷が放出されます。これが 作となります。 消去動作となります。 02 02 《消去動作》 《消去動作》 シリコン基板に電圧を加えると、 シリコン基板に電圧を加えると、 浮遊ゲートに蓄えられ電子が放 浮遊ゲートに蓄えられ電子が放 出される。 出される。 T T E C H N I C A L E C H N I C A L J J シリアル ATA 3Gb/s 対応ハーフスリム SSD シリアルATA 3Gb/s 対応ハーフスリムSSD シリアルATA 3Gb/s 対応ハーフスリムSSD O U R N A L O U R N A L 高集積化にはNOR型よりもNAND型が有利 高集積化には NOR 型よりも NAND 型が有利 高集積化にはNOR型よりもNAND型が有利 □NOR型およびNAND型フラッシュメモリの □NOR型およびNAND型フラッシュメモリの セル構成 （部分） セル構成 （部分） 浮遊ゲートを付加した 浮遊ゲートを付加した MOS-FET をメモリセル 記憶 浮遊ゲートを付加したMOS-FET MOS-FETをメモリセル をメモリセル( ((記憶 記憶 素子 ) として、これをシリコンウエハ上で碁盤目状に多 素子 ) として、これをシリコンウエハ上で碁盤目状に多 素子 ) として、これをシリコンウエハ上で碁盤目状に多 数集積して製造されるのがフラッシュメモリチップです。 数集積して製造されるのがフラッシュメモリチップで 数集積して製造されるのがフラッシュメモリチップです。 碁盤目状に配置されたセルどうしはワード線、ビット線、 す。碁盤目状に配置されたセルどうしはワード線、ビッ 碁盤目状に配置されたセルどうしはワード線、ビット線、 ソース線で結合されます。フラッシュメモリには ト線、ソース線で結合されます。フラッシュメモリに ソース線で結合されます。フラッシュメモリにはNOR NOR NOR型 NOR型 ビット線 ビット線 ワード線 ワード線 型と NAND 型があります。セルの基本構造は同じです は NOR 型と NAND 型 が あ り ま す。 セ ル の 基 本 構 造 型と NAND 型があります。セルの基本構造は同じです が、これらの線の結合の仕方が異なります。NOR は同じですが、これらの線の結合の仕方が異なります。 が、これらの線の結合の仕方が異なります。NOR型は 型は ソース線 ソース線 NAND型 NAND型 ビット線 ビット線 ソース ソース セレクト線 セレクト線 ワード線 ワード線 ソース線とビット線が個々のセルとつながっているので、 NOR 型はソース線とビット線が個々のセルとつながっ ソース線とビット線が個々のセルとつながっているので、 1 ているので、1 ビット単位の書き込みが可能です。 1ビット単位の書き込みが可能です。 ビット単位の書き込みが可能です。 個々のメモリセルはそれ 個々のメモリセルはそれ ぞれビット線とソース線 ぞれビット線とソース線 に独立して結合している。 に独立して結合している。 かたや NAND 型は複数のセルがソース線とビット線 かたや NAND 型は複数のセルがソース線と かたや NAND 型は複数のセルがソース線とビット線 の間に直列に接続された構成となっています。結合線 ビ ット線の間に直列に接続された構成となってい の間に直列に接続された構成となっています。結合線 の線幅は数 10nm の狭いものですが、セルそのものが ま す。 結 合 線の線 幅 は 数 10nm の 狭 い も の で す の線幅は数 10nm の狭いものですが、セルそのものが 微細なので、個々のセルにソース線を配する NOR が、 セ ル そ の も の が 微 細 な の で、 個 々 の セ ル に型で ソ ー 微細なので、個々のセルにソース線を配する NOR 型で ドレイン ドレイン 制御 制御 ゲート ゲート は結合線が占めるスペースが大きくなってしまいます。 ス 線 を 配 す る NOR 型 で は 結 合 線 が 占 め る ス ペ ー は結合線が占めるスペースが大きくなってしまいます。 そこで、NAND 型フラッシュメモリでは、ソース線を ス が大きくなっ て し ま い ま す。 そ こ で、NAND 型 そこで、NAND 型フラッシュメモリでは、ソース線を ソース ソース 《メモリセルの記号》 《メモリセルの記号》 複数のセルで共有させることで、高集積化を図ってい フ ラ ッ シ ュ メ モ リ で は、 ソ ー ス 線 を 複 数 の セ ル で 複数のセルで共有させることで、高集積化を図ってい るのです。 共 有 さ せ る こ と で、 高 集 積 化 を 図 っ て い る の で す。 るのです。 ワード線 ワード線 セレクトゲート セレクトゲート ソース線 ソース線 複数のメモリセルが直列につ 複数のメモリセルが直列につ ながり、 ビット線を共有している。 ながり、 ビット線を共有している。 そのためソース線の本数が減り、 そのためソース線の本数が減り、 高集積化が可能となる。 高集積化が可能となる。 NAND型フラッシュメモリにおけるデータ読み出しのしくみ NAND型フラッシュメモリにおけるデータ読み出しのしくみ NAND 型フラッシュメモリにおけるデータ読み出しのしくみ セルにデータが書かれているかどうかは、浮遊ゲート セルにデータが書かれているかどうかは、浮遊ゲート セルにデータが書かれているかどうかは、浮遊ゲートに蓄 に蓄えられている電荷量で判断します。これは結合線 に蓄えられている電荷量で判断します。これは結合線 えられている電荷量で判断します。これは結合線に加える に加える電圧によって検出できます。 に加える電圧によって検出できます。 電圧によって検出できます。 浮遊ゲートに電荷が蓄えられていない場合は、ソース 浮遊ゲートに電荷が蓄えられていない場合は、ソース- 浮遊ゲートに電荷が蓄えられていない場合は、ソース ドレイン間の抵抗が低い状態なので、制御ゲートに低 ドレイン間の抵抗が低い状態なので、制御ゲートに低 ドレイン間の抵抗が低い状態なので、制御ゲートに低電圧 電圧を加えただけで、ソース 電圧を加えただけで、ソース- -ドレイン間に電流が流 ドレイン間に電流が流 を加えただけで、ソース - ドレイン間に電流が流れます。 れます。また、浮遊ゲートに電荷が蓄えられている場 れます。また、浮遊ゲートに電荷が蓄えられている場 また、浮遊ゲートに電荷が蓄えられている場合は、ソース 合は、ソース 合は、ソース- -ドレイン間の抵抗が高い状態なので、 ドレイン間の抵抗が高い状態なので、 - ドレイン間の抵抗が高い状態なので、制御ゲートの電圧 制御ゲートの電圧をある程度高くしなければ電流が流 制御ゲートの電圧をある程度高くしなければ電流が流 をある程度高くしなければ電流が流れません。この電圧を れません。この電圧を“しきい値電圧”といいます。 れません。この電圧を“しきい値電圧”といいます。 “ しきい値電圧 ” といいます。つまり、しきい値電圧がロー つまり、しきい値電圧がローかハイかによって、0 つまり、しきい値電圧がローかハイかによって、0か か 11かのビット信号が読み出せます。これがフラッシュ かのビット信号が読み出せます。これがフラッシュ かハイかによって、0 か 1 かのビット信号が読み出せます。 メモリの読み出し原理です。浮遊ゲートは絶縁膜で覆 メモリの読み出し原理です。浮遊ゲートは絶縁膜で覆 これがフラッシュメモリの読み出し原理です。浮遊ゲート われているので、蓄えられた電荷は電源を落としても、 われているので、蓄えられた電荷は電源を落としても、 は絶縁膜で覆われているので、蓄えられた電荷は電源を落 そのままの状態を維持してデータは保存されます。こ そのままの状態を維持してデータは保存されます。こ としても、そのままの状態を維持してデータは保存されま れが“不揮発性”メモリといわれるゆえんです。 れが“不揮発性”メモリといわれるゆえんです。 す。これが “ 不揮発性 ” メモリといわれるゆえんです。 しきい値電圧のレベルを多段階にすることでも大容 しきい値電圧のレベルを多段階にすることでも大容 しきい値電圧のレベルを多段階にすることでも大容 量化が図れます。1 量化が図れます。1セルあたり セルあたり11ビット ビット(2 (2レベル レベル) )の の 量化が図れます。1 セルあたり 1 ビット (2 レベル )の ものを 2 値 NAND あるいは SLC(Single Level Cell) ものを 2 値 NAND あるいは SLC(Single Level Cell) ものを 2 値 NAND あレベル る い は SLC(Single Level Cell) といい、2 といい、2ビット ビット(4 (4 レベル) )以上にしたものを多値 以上にしたものを多値 と い い、2 ビ ッ ト (4 レ ベ ル )t i以 L 上にしたものを多 値 NNAANNDDあ る い は M L C ( M u l あ る い は M L C ( M u l t i Leevveel l CCeel ll)l )と とい い NAND あ る い は MLC(Multi Level Cell) と い い ま す。 います。 います。 □NAND型フラッシュメモリのデータ読み出しの原理 □NAND型フラッシュメモリのデータ読み出しの原理 ゲート電圧（ロー） ゲート電圧（ロー） ソース ソース ドレイン ドレイン 浮遊ゲートの電子の有無（電荷量の違い）は、ゲート電圧（しきい値電圧） 浮遊ゲートの電子の有無（電荷量の違い）は、ゲート電圧（しきい値電圧） の違いとなる（ローが0、ハイが1のビット信号）。 の違いとなる（ローが0、ハイが1のビット信号）。 ソースソースドレイン間 ドレイン間 電流 電流 しきい値電圧 しきい値電圧 がシフト がシフト 電流 電流 電流 電流 《浮遊ゲートに電子が 《浮遊ゲートに電子が 蓄えられている場合》 蓄えられている場合》 《浮遊ゲートに電子が 《浮遊ゲートに電子が 蓄えられていない場合》 蓄えられていない場合》 ●ソース-ドレイン間は低抵抗 ●ソース-ドレイン間は低抵抗 ●低いゲート電圧で電流が流れる ●低いゲート電圧で電流が流れる ゲート電圧（ハイ） ゲート電圧（ハイ） ロー ロー ハイ ハイ 03 03 03 しきい値電圧 しきい値電圧 ●ソース-ドレイン間は高抵抗 ●ソース-ドレイン間は高抵抗 ●高いゲート電圧で電流が流れる ●高いゲート電圧で電流が流れる T E C H N I C A L J シリアルATA 3Gb/s 対応ハーフスリムSSD シリアル ATA 3Gb/s 対応ハーフスリム SSD O U R N A L NAND型フラッシュメモリの書き換え回数には上限がある NAND 型フラッシュメモリの書き換え回数には上限がある NAND 型フラッシュメモリは便利なデータストレージ NAND 型フラッシュメモリは便利なデータストレージと として多用されていますが、リスキーな面ももってい して多用されていますが、リスキーな面ももっています。 ます。多数のセルにソース線を共有させる構成である 多数のセルにソース線を共有させる構成であるため、書 ため、書き込みは複数のセルからなる“ページ”とい き込みは複数のセルからなる “ ページ ” という単位で行 う単位で行われることになり、また消去においては複 われることになり、また消去においては複数のページか 数のページからになる“ブロック”という単位で行わ らになる “ ブロック ” という単位で行われます。このため、 れます。このため、あるページを書き換えるのに、そ あるページを書き換えるのに、そのページを含むブロッ のページを含むブロック全体をいったん外部に一時的 ク全体をいったん外部に一時的に保存してからブロック に保存してからブロック全体を消去し、保存先でデー また、HDD はメカニック機構や回路の故障などがな いかぎり、プラッタ ( ディスク ) にはほぼ無限に書き換 いかぎり、プラッタ ( ディスク ) にはほぼ無限に書き換 えが可能です。しかし、SSD に書き換え回数に上限が えが可能です。しかし、SSD に書き換え回数に上限が あります。SLC では約 10 万回、MLC ではもっと少な あります。SLC では約 10 万回、MLC ではもっと少な くなります。これは浮遊ゲートの酸化膜を貫通するト くなります。これは浮遊ゲートの酸化膜を貫通するトン ンネル電流が、酸化膜をしだいに劣化させることによ ネル電流が、酸化膜をしだいに劣化させることによるも るものです。このため、ある特定のブロックに集中的 のです。このため、ある特定のブロックに集中的に書き に書き換えが繰り返されると、回復不能な不良ブロッ 換えが繰り返されると、回復不能な不良ブロックとなり、 クとなり、エラーを起こしたり、フラッシュメモリの 全体を消去し、保存先でデータを書き換えてから、空き タを書き換えてから、空きブロックに記録するという ブロックに記録するという動作が行われます。したがっ 動作が行われます。したがって、たった 1 ビットの書 て、たった 1 ビットの書き換えでも、ブロック全体の消 き換えでも、ブロック全体の消去という動作があるため、 去という動作があるため、エラーが起こるとブロック全 エラーが起こるとブロック全体のデータが消失すると □フラッシュメモリのセル、ページ、ブロック いう事態も発生するのです。 体のデータが消失するという事態も発生するのです。 また、HDD はメカニック機構や回路の故障などがな エラーを起こしたり、フラッシュメモリの容量を低下さ 容量を低下させてしまいます。そこで、SSD において せてしまいます。そこで、SSD において重要な役割を 重要な役割を果たすのがコントローラ IC です。 果たすのがコントローラ IC です。 メモリセル ページ NAND型フラッシュメモ リでは、書き換えはページ 単位、消去はブロック単位 で実行される。広範囲で一 括消去する方式なので“フ ラッシュ” メモリと呼ばれる。 ブロック □コントローラICによるウエアレベリング（概念図） 不良ブロック の発生 《書き換え》 特定のブロックへの書き換えが集中すると、メモリセルが劣化 して、そのブロックが不良化してしまう。 《書き換え》 《書き換え》 ウエア レベリング ウエア レベリング コントローラICの特殊なアルゴリズムにより、書き換えが特定 フロックに集中しないように分散化させる。 04 04 T E C H N I C A L J シリアルATA 3Gb/s 対応ハーフスリムSSD O U R N A L シリアル ATA 3Gb/s 対応ハーフスリム SSD TDK独自のアルゴリズムによるウエアレベリング TDK 独自のアルゴリズムによるウエアレベリング する機能を装備。また、データ読み出しを繰り返すこ SSD においてフラッシュメモリとの間でデータの読み 書きを制御するのがメモリコントローラ IC です。フラッ SSD においてフラッシュメモリとの間でデータの読み シュメモリの書き換え可能には上限があるため、特定 書きを制御するのがメモリコントローラ IC です。フラッ のブロックに書き換えが集中しないように分散化を図 とで発生するリードディスターブエラーを自動修復す 機能を装備。また、データ読み出しを繰り返すことで発 るオートリカバリ機能を搭載するなど、すぐれた信頼 生するリードディスターブエラーを自動修復するオート 性を実現しています。 とをウエアレベリングといいます。セルの疲弊 (Wear) 意味です。特定のブロックに書き換えを集中させない をその度合に応じて平準化 (Leveling) という意味です。 ウエアレベリングは、SSD の基本的な技術ですが、ウ SSD では複数のフラッシュメモリチップを搭載する 大きな特長は、個々のメモリチップ内における分散化 ことで大容量化を図っています。TDK の GBDriver の はもちろん、複数のメモリチップにわたる全メモリ領 シュメモリの書き換え可能には上限があるため、特定の ることをウエアレベリングといいます。セルの疲弊 ブロックに書き換えが集中しないように分散化を図るこ (Wear) をその度合に応じて平準化 (Leveling) という リカバリ機能を搭載するなど、すぐれた信頼性を実現し SSD では複数のフラッシュメモリチップを搭載する ています。 ことで大容量化を図っています。TDK の GBDriver の 特定のブロックに書き換えを集中させないウエアレベリ エアレベリングのよしあしはアルゴリズムによって左 ングは、SSD 右されます。 の基本的な技術ですが、ウエアレベリン 大きな特長は、個々のメモリチップ内における分散化は 域での分散化 ( スタティック・ウエアレベリング方式 ) もちろん、複数のメモリチップにわたる全メモリ領域で を導入して、搭載フラッシュメモリの書き換え回数を グのよしあしはアルゴリズムによって左右されます。 独自開発のアルゴリズムにより、きめ細かな制御方 独自開発のアルゴリズムにより、きめ細かな制御方式 式 を 採 用 、 高 い 評 価 を 獲 得 して い る の が T D K の の分散化 ( スタティック・ウエアレベリング方式 ) を導 飛躍的に向上させていることです。TDK の GBDriver 入して、搭載フラッシュメモリの書き換え回数を飛躍 および GBDriver 搭載 CF/SSD が、業界から高い評 を採用、高い評価を獲得しているのが の NAND NAND 型フラッシュメモリ用コントローラTDK IC“GBDriver 型フラッシュメモリ用コントローラ IC“GBDriver ( ギガバイトドライバ )”です。強力なエラー訂正機能 的に向上させていることです。TDK の GBDriver およ 価を獲得しているのも、このすぐれた分散化技術にあ び GBDriver 搭載 CF/SSD が、業界から高い評価を獲 ります。 (とともに、電源遮断によるエラーについても未然防止 ギガバイトドライバ )” です。強力なエラー訂正機能と ともに、電源遮断によるエラーについても未然防止する 得しているのも、このすぐれた分散化技術にあります。 □GBDriver適用システム例 □全メモリ領域でのスタティック・ウエアレベリング方式 SOFT WARE Application メモリチップ HARD WARE CPU メモリチップ RAM 3.0Gb/s SATA II メモリチップ メモリチップ メモリチップ GBDriver DEVICE Supporting SATA II GBDriver RS2 書き込み処理 不良ブロック管理 メモリチップ ウエアレベリング エラー訂正 メモリチップ 電源遮断対応 NAND Flash Memory メモリチップ フラッシュコントロール TDK のGBDriverは、個々のメモリチップ 内はもちろん、全メモリ領域において平準化 を図る高度分散書き込み方式(スタティック・ ウエアレベリング機能)を採用。搭載フラッシュ メモリの書き換え回数を飛躍的に向上させ ました。 リード&ライトプロテクト 異常操作耐性 スマートコマンド機能 全セクタ数設定機能 05 05 T E C H N I C A L J シリアル ATA 3Gb/s 3Gb/s 対応ハーフスリムSSD 対応ハーフスリム SSD シリアルATA O U R N A L ダウロードして利用できるSSD寿命診断ツール “TDK SMART” ダウロードして利用できる SSD 寿命診断ツール“TDK SMART” 2000 年の発売開始以来、TDK 年の発売開始以来、TDK の GBDriver シリーズ 2000 シリーズ の出荷数は累計 3000 3000 万個にも及びます。フラッシュ 万個にも及びます。フラッシュ の出荷数は累計 SSD シリーズは寿命診断プログラムSMART SMART SSD SHG2A シリーズは寿命診断プログラム (Self-Monitaring ( S e l f - M o n i t a r i n&g Analysis & A n a l yReporting s i s R e p oTechrting メモリの大容量化とともに、TDK の GBDriver メモリの大容量化とともに、TDK GBDriver も大き も大き く進化を遂げてきました。現在の主力製品は SATA く進化を遂げてきました。現在の主力製品は SATA 対 対 応のRS RSシリーズおよび シリーズおよびPATA PATA対応の 対応のRA RAシリーズです。 シリーズです。 応の SSD SHG2A シリーズ” 新製品の“ハーフスリムタイプ 新製品の “ ハーフスリムタイプ SSD SHG2A シリー は、GBDriver RS2 を搭載した SATA II 対応の小型 ズ ” は、GBDriver RS2 を搭載した SATA II 対応の小 (1.8 インチ HDD 型 (1.8 インチ HDDの半分のサイズ の半分のサイズ)・高性能の )・高性能のSSD SSD モジュールです ( 最大 32GB)。 モジュールです nology)I にも対応しています。これは カー Technology)I に も 対 応 し て い ま す。TDK こ れの はCF TDK の ドや SSD に搭載されているフラッシュメモリの書き換 CF カードや SSD に搭載されているフラッシュメモリ え ( 消去 ) 回数の進み具合などを監視しながら、実際の の書き換え ( 消去 ) 回数の進み具合などを監視しながら、 システムでの CF カードや SSD の寿命をリアルタイム 実際のシステムでの CF カードや SSD の寿命をリアル で定量的に把握できるプログラムです (TDK のホームペー タイムで定量的に把握できるプログラムです (TDK の ジからダウンロードしてご利用いただけます )。 ホームページからダウンロードしてご利用いただけます )。 □寿命診断プログラム“TDK SMART” TDKのCF/SSD（SMART ON仕様機種）の書き換え回数や寿命をリアルタイムで把握で きるプログラム（※TDKホームページよりダウンロードしてご利用ください）。 取得できる情報 1 CF/SSD内部に搭載されているフラッシュメモリの個数および総ブロック数 2 CF/SSDへの書き換え（消去）回数総数 3 書き換え（消去）が最も多く発生したブロックの書き換え回数 4 書き換え（消去）が最も少なく発生したブロックの書き換え回数 5 全ブロックの書き換え（消去）回数（10段階ヒストグラム） 06 06 シリアル ATA 3Gb/s 対応ハーフスリム SSD T E C H N I C A L J シリアルATA 3Gb/s 対応ハーフスリムSSD O U R N A L 社会インフラの IT 化により SSD ソリューションが加速 社会インフラのIT化によりSSDソリューションが加速 TDK のハーフスリムタイプ SSD SHG2A シリーズは、 TDK のハーフスリムタイプ SSD SHG2A シリーズは、 産業機器における HDD 代替にとどまらず、多方面での 産業機器における HDD 代替にとどまらず、多方面での 応用が可能です。衝撃や振動に強いという SSD ならで 量単価において HDD の数倍程度にまで近づいてきまし 量単価において HDD の数倍程度にまで近づいてきま た。一方で HDD の高記録密度化も著しく進んでいま した。一方で HDD の高記録密度化も著しく進んでい す。データセンターなどでは書き換え頻度の少ないデー 応用が可能です。衝撃や振動に強いという SSD ならで はの特性は、カーナビやドライブレコーダなどの車載機 はの特性は、カーナビやドライブレコーダなどの車載 器や鉄道車両用機器における HDD 代替ストレージとし 機器や鉄道車両用機器における HDD 代替ストレージ て最適です。また、高い信頼性が求められる医療機器や ます。データセンターなどでは書き換え頻度の少ないデー タは磁気テープや光ディスク、書き換え頻度の高いもの タは磁気テープや光ディスク、書き換え頻度の高いも は HDD、より高速アクセスが求められるものは SSD と、 の は H D D 、 よ り 高 速 アク セ ス が 求 め ら れ る も の は データストレージの効率的な住み分けが進むと予測され SSD と、データストレージの効率的な住み分けが進む ています。 として最適です。また、高い信頼性が求められる医療 分析機器、ATM や POS システムなどへの利用にも期 機器や分析機器、ATM や POS システムなどへの利用 待されています。 と予測されています。 磁気テープ、光ディスク、HDD 用ヘッドなど、最先 磁気テープ、光ディスク、HDD 用ヘッドなど、最先 端の記録技術を究めてきた TDK は、GBDriver という 端の記録技術を究めてきた TDK は、GBDriver 独自開発のメモリコントローラ IC により、SSDとい 技術 にも期待されています。 AES 128bit 暗号化機能を搭載しているのでセキュ AES 128bit 暗号化機能を搭載しているのでセキュ リティ面でも大きなメリットを生み出します。これはフ リティ面でも大きなメリットを生み出します。これは ラッシュメモリに格納されているデータを暗号化して保 フラッシュメモリに格納されているデータを暗号化し 存する機能です。データは取り出せても内容は解析不能 う独自開発のメモリコントローラ IC により、SSD 技 においても世界をリードしています。スマートグリッド 術においても世界をリードしています。スマートグリッ やクラウドコンピューティングなど、社会インフラの て保存する機能です。データは取り出せても内容は解 なので、データの改ざんや漏洩を防止でき、個人情報の 析不能なので、データの改ざんや漏洩を防止でき、個 保護などにも最適です。金融 /ATM 端末、病院の電子 ドやクラウドコンピューティングなど、社会インフラ IT 化により、SSD によるストレージ・ソリューション の IT 化により、SSD によるストレージ・ソリューショ は、これから本格化を迎えます。大容量・省電力・信頼 広がっています。 フラッシュメモリのコストダウンにより、SSD は容 フラッシュメモリのコストダウンにより、SSD は容 のが、GBDriver を搭載した TDK の SSD です。 人情報の保護などにも最適です。金融 /ATM 端末、病 カルテシステムなど、広範な分野での応用が広がってい 院の電子カルテシステムなど、広範な分野での応用が ます。 ンは、これから本格化を迎えます。大容量・省電力・ 性・長寿命・高速性をバランスよく実現しているのが、 信頼性・長寿命・高速性をバランスよく実現している GBDriver を搭載した TDK の SSD です。 □ハーフスリムタイプSSDモジュール SHG2Aシリーズの特長と応用分野 独自開発のアルゴリズムにより、 全メモリ領域でスタティック・ ウエアレベリングを実現 長寿命 耐衝撃・耐振動性 耐衝撃性 1500G（非動作時） 耐振動性 15G（動作時） 暗号化機能 AES128bit暗号化機能搭載 Write Read GBDriver RS2 暗号化処理 暗号化処理 【自動車/鉄道】 カーナビ、ドライブレコーダ、デジ タルタコグラフ、鉄道車両用機器、 自動改札システムなど 【防災/セキュリティ】 防犯・防災機器、監視カメラシス テム、デジタルサイネージ、セキュ リティ認証システムなど SSD HOST 【FA／計測】 NC工作機械、 シ半導体製造装置、 ー ケンサ・PLC、 FAパネルコンピュー タなど フラッシュ メモリ 【医療】 画像診断装置、医療PC、電子カル テシステム、分析・測定機器など 暗号化されたデータがメモリ内部に保存。 【流通】 POS端末、キヨスク端末、RFIDシ メモリ内のデータは取り出せても内容 ステムなど は解読不能なので、データの改ざんや 漏洩を防止できます。 07 07 省スペース 1.8インチHDD の半分のサイズ 【OA】 多機能プリンタ （MFP） 1、 電子黒板、 業務用プロジェクタなど 【IT】 シンクライアントPC、グリーン IT機器、 組み込みCPUボード、 デー タサーバなど 【通信/放送】 LTE次世代Super3G携帯電話サー バ、ルータなど 【金融】 銀行のATM、証券会社のインター ネット取引システムなど 【スマートグリッド】 スマートメータ、 パワーコントロー ラなど 【アミューズメント】 アーケードゲーム機など 39.8mm 54.0mm 厚さ 4.0mm 高信頼性 強力なエラー訂正機能(最大 15bit、/sector ECCまで拡 張可能)、電源保護回路搭載。 電源遮断時の巻き添えデー タエラーを完全に阻止。 高速アクセス Read 95MB/s Write 55MB/s 寿命診断ツール “TDK SMART”により、書 き換え回数や寿命をリアル タイムで把握。 ※TDKホームページよりダ ウンロードしてご利用いた だけます。 T E C H N I C A L J シリアル ATA 3Gb/s 対応ハーフスリム SSD シリアルATA 3Gb/s 対応ハーフスリムSSD O U R N A L □ 主な特長 1 SLC（Single Level Cell）フラッシュ搭載ハーフスリム SSDを製品化 2 寿命診断ツールを一般公開 3 自社開発の NAND型フラッシュメモリ制御 IC TDK GBDriver RS2 採用 4 高速アクセス 5 エラー訂正・修復 6 高度分散書き込み方式採用（全領域スタティック・ウェアレベリング機能搭載） 7 電断瞬停耐性を強化 8 AES128bit（Advanced Encryption Standard）暗号化機能（CBCモード）搭載 9 オプション機能 10 ソリューションサポート □ 仕様 シリアルATA 3Gb/sインタフェース シリーズ ハーフスリムSSD（ソリッドステートドライブ）RS2シリーズ 型番 SHG2Aシリーズ 容量 1GB/2GB/4GB/8GB/16GB 32GB SLC （2値）NAND型フラッシュメモリ MLC（多値）NAND型フラッシュメモリ 形状 Half Slim Type SSD SATA 搭載コントローラ TDK GBDriver RS2a 搭載メモリ インタフェース Serial ATA Second Generation Generation 1: 1.5Gb/s，Generation 2: 3.0Gb/s Generation 1: 1.5Gb/s， Generation 2: 3.0Gb/s Read(max.) 転送速度* 95MB/s 95MB/s Write(max.) 55MB/s 28MB/s 固定領域有無に関わらず、 固定領域有無に関わらず、 8bit/sector（512byte）訂正 エラー訂正機能 （ECC） 耐振動性 TDK GBDriver RS2a Serial ATA Second Generation 転送モード 書き換え寿命* Half Slim Type SSD SATA 15bit/sector （512byte） 訂正 有効ブロック数×100,000回 （例: 16GB Half Slimの場合、62億回） 耐衝撃性 MTBF 動作周囲温度 15G 有効ブロック数×3,000回 （32GB Half Slim：9億回） 1,500G(0.5ms) 15G 1,500G(0.5ms) 900,000時間 900,000時間 0 to 70℃[-40 to +85℃ Industrial option] 0 to 70℃ *4ch Interleaved モード時 詳細はこちら 08 08
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