Русский
Русский
English
Статистика
Реклама

Nand

Перевод NANDкромантия трансплантация флэш-памяти наживую

31.05.2021 16:13:25 | Автор: admin

Нередко при анализе встроенной системы происходят преднамеренные, а иногда и нет, изменения, которые приводят к тому, что целевая система выходит из строя и впадает в так называемое состояние кирпича. В некоторых случаях для ее реанимации достаточно выполнить сброс к заводским настройкам, в иных же приходится прошивать систему при помощи интерфейса отладки (JTAG/SWD/*) или вручную через внешнее устройство памяти (SPI/NOR/Nand/eMMC). В данной статье мы рассмотрим весьма креативный метод раскирпичивания системы после подобного сбоя.

Как-то в свободное время я возился с памятью маршрутизатора, где в качестве загрузчика использовалась прошивка CFE (Common Software Environment). В ходе моего взаимодействия с CFE в попытке определить аргументы, передаваемые при загрузке в ОС устройства, конфигурация системы была случайно повреждена:

CFE> bPress:  <enter> to use current value        '-' to go previous parameter        '.' to clear the current value        'x' to exit this command94908AC5300R               ------ 0394906REF                   ------ 07GT-AC2900                  ------ 08Board Id                          :  8  X     <---- whoopsNumber of MAC Addresses (1-64)    :  10  ^C   <---- more whoopsxMemory Configuration Changed -- REBOOT NEEDED <---- whoops saved. flow memory allocation (MB)       :  14  ----

В тот момент я понял, что для сохранения этих случайных изменений осталось выполнить заключительную операцию сохранения/записи, поэтому решил просто физически перезапустить устройство, чтобы избежать внесения изменений. После перезапуска возникла ошибка:

Shmoo WR DMWR DM   0000000000111111111122222222223333333333444444444455555555556666666666   012345678901234567890123456789012345678901234567890123456789012345678900 ------++++++++++++++++++++++++++X+++++++++++++++++++++++++++----------01 --+++++++++++++++++++++++++X++++++++++++++++++++++++++----------------02 X---------------------------------------------------------------------03 X---------------------------------------------------------------------MEMSYS init failed, return code 00000001MEMC error:  0x00000000PHY error:  0x00000000SHMOO error:  0x10c00000  0x00000082 0x00000000

Когда маршрутизатор снова заработал, то тут же выдал вышеприведенную ошибку и в CFE не вошел. Без возможности обратиться к загрузчику конфигурацию изменить было нельзя, а процесс его восстановления тоже не представлялся возможным. Онлайн-поиск решения по этой ошибке ничем не помог и привел в тупик. Единственным выводом было, что при повреждении CFE подобным образом устройство впадает в состояние кирпича. Тогда я переключился на работу с резервным девайсом, чтобы получить ответ на изначальный вопрос по интересовавшим меня аргументам. К слову говоря, установка kernp mfg_nvram_mode=1 mfg_nvram_url=BADURL была особенно интересна.

Позже я вернулся к своему кирпичу, чтобы найти способ его восстановления. В нем используется Broadcom SoC, и, как выяснилось, доступ к JTAG обеспечивается через нераспаянные контакты на плате:


После перебора контактов JTAG с помощью JTagulator мне удалось подключиться, используя OpenOCD.

$ openocd -f ../interface/jlink.cfg -f bcm49.cfgOpen On-Chip Debugger 0.11.0-rc2+dev-gba0f382-dirty (2021-02-26-14:07)Licensed under GNU GPL v2For bug reports, read    http://openocd.org/doc/doxygen/bugs.htmlDEPRECATED! use 'adapter speed' not 'adapter_khz'Info : Listening on port 6666 for tcl connectionsInfo : Listening on port 4444 for telnet connectionsInfo : J-Link V10 compiled Dec 11 2020 15:39:30Info : Hardware version: 10.10Info : VTarget = 3.323 VInfo : clock speed 1000 kHzInfo : JTAG tap: bcm490x.tap tap/device found: 0x5ba00477 (mfg: 0x23b (ARM Ltd), part: 0xba00, ver: 0x5)Info : JTAG tap: auto0.tap tap/device found: 0x4ba00477 (mfg: 0x23b (ARM Ltd), part: 0xba00, ver: 0x4)Info : JTAG tap: auto1.tap tap/device found: 0x0490617f (mfg: 0x0bf (Broadcom), part: 0x4906, ver: 0x0)Info : JTAG tap: auto2.tap tap/device found: 0x0490617f (mfg: 0x0bf (Broadcom), part: 0x4906, ver: 0x0)Info : bcm490x.a53.0: hardware has 6 breakpoints, 4 watchpoints

Другой способ восстановления системы реализуется через флеш-память, а именно микросхему Macronix NAND:


И здесь я задумался. У меня ведь есть рабочее устройство, на котором я вполне могу запустить загрузчик. А что, если при этом попробовать заменить его рабочий чип NAND на поврежденный, чтобы перепрошить?

Прежде, чем что-либо пробовать, я спросил коллегу, что он думает по поводу столь дурацкой идеи. Оптимистичных прогнозов он не дал, да и я, честно говоря, на них не особо рассчитывал. В итоге мы заключили небольшое пари по результату моего эксперимента, и я вернулся к работе.

Первым делом предстояло выяснить, переживет ли система удаление NAND в работающем состоянии? Я понимал, что для ответа на этот вопрос мне потребуется более методический подход, нежели просто обдать работающее устройство горячим воздухом и извлечь микросхему. Для начала нужно было выяснить, как NAND запитана. Судя по схеме, Vcc подключены к микросхеме в следующих местах:


Определив дорожки подключения Vcc, проще всего ответить на основной вопрос можно было отключив их от NAND при работающей системе. Чтобы это сделать, изначально я попробовал отсечь эти дорожки и добавить проводные перемычки (рекомендую 36 AWG Magnet Wire), которые можно будет разъединить после запуска загрузчика:


С правой стороны я отсек трассу питания подальше, решив, что это место будет более удачным, поскольку от него запитывается несколько контактов NAND. При установке первой перемычки трассу я отсек небольшим ножом и зачистил покрытие абразивным карандашом:


Получилось так себе, потому что карандаш оказался великоват, и в итоге я оголил чересчур большой участок. Лучше использовать остроконечный нож, чтобы не натворить бардак и получить что-то подобное:



Припаяв и соединив провода, я запустил маршрутизатор и, дождавшись старта загрузчика (CFE), с помощью команды dn (dump nand) убедился в доступности NAND, затем обесточил микросхему, разъединив провода.

CFE> dn------------------ block: 0, page: 0 ------------------00000000: 00000000 00000000 00000000 00000000    ................00000010: 00000000 00000000 00000000 00000000    ................00000020: 00000000 00000000 00000000 00000000    ................<CUT FOR LENGTH>----------- spare area for block 0, page 0 -----------00000800: ff851903 20000008 00fff645 c2b9bf55    .... ......E...U00000810: ffffffff ffffffff ffee9423 4ba37819    ...........#K.x.00000820: ffffffff ffffffff ffee9423 4ba37819    ...........#K.x.00000830: ffffffff ffffffff ffee9423 4ba37819    ...........#K.x.*** command status = 1CFE>web info: Waiting for connection on socket 1.[JCFE>web info: Waiting for connection on socket 0.[JCFE> ----       <----- VCC Removed (reboot)

После отключения питания (отмечено как Vcc removed), устройство перезагрузилось и не смогло запустить загрузчик, так как NAND была недоступна. Проблема оказалась в том, что точка отсечения питания справа отключала его подачу не только на NAND, но и на SoC. Чтобы не усложнять, я просто восстановил этот отрезок и проделал всю ту же процедуру с установкой перемычки в точке ближе к NAND:


Вернув систему в строй и повторив предыдущий тест, я получил ответ на изначальный вопрос: когда питание отключается разъединением проводов перемычки, система продолжает работать, что подтверждается командой dn:

<----- NAND VCC Removed CFE> dn------------------ block: 0, page: 2 ------------------Status wait timeout: nandsts=0x30000000 mask=0x80000000, count=2000000Error reading block 000001000: 00000000 00000000 00000000 00000000    ................<CUT FOR LENGTH>Status wait timeout: nandsts=0x30000000 mask=0x80000000, count=2000000----------- spare area for block 0, page 2 -----------00000800: 00000000 00000000 00000000 00000000    ................00000810: 00000000 00000000 00000000 00000000    ................00000820: 00000000 00000000 00000000 00000000    ................00000830: 00000000 00000000 00000000 00000000    ................Error reading block 0 *** command status = -1      <----- Expected error reading NAND CFE>CFE>CFE><----- NAND VCC Enabled CFE>CFE> dn------------------ block: 0, page: 3 ------------------00001800: 00000000 00000000 00000000 00000000    ................00001810: 00000000 00000000 00000000 00000000    ................<CUT FOR LENGTH>----------- spare area for block 0, page 3 -----------00000800: ffffffff ffffffff ffee9423 4ba37819    ...........#K.x.00000810: ffffffff ffffffff ffee9423 4ba37819    ...........#K.x.00000820: ffffffff ffffffff ffee9423 4ba37819    ...........#K.x.00000830: ffffffff ffffffff ffee9423 4ba37819    ...........#K.x.*** command status = 1      <----- Successful NAND readCFE>

После того, как я убедился в возможности отключения NAND на работающей системе без влияния на загрузчик, очередным шагом было попробовать физически извлечь отключенную NAND из платы.

Прогрев микросхему горячим воздухом, я поочередно приподнял пинцетом сначала правую, а затем левую стороны:


В результате этого процесса система перезапустилась и провалила попытку войти в загрузчик:

CFE> ----    <----- NAND Removed (reboot)BTRMV1.6CPU0L1CDMMUIMMU7DATAZBBSMAINOTP?OTPPUSBTNANDIMG?FAIL----         <----- FAIL boot loop

Так как стороны микросхемы при ее отсоединении я поднимал поочередно, посматривая при этом в консоль, то стало очевидно, что перезагрузка произошла при подъеме именно левой стороны:


Наиболее вероятной причиной было изменение состояния контактов Read Enable (RE#) или Ready/Busy (R/B#). Чтобы это проверить, я добавил к обоим перемычки:


Тут NAND пришлось установить на место, чтобы вернуть систему в загрузчик. Затем я в очередной раз отключил ее питание, разъединив ведущие на Vcc провода, а дорожкиRE# и R/B# привязал к земле (заземлил?):


Затем я снова поочередно извлек правую-левую стороны микросхемы, поглядывая в консоль загрузчика:


На этот раз он остался активен, и система в перезагрузку не ушла. Закончив очередной этап головоломки, я перешел к следующему установке поврежденной NAND в работающее устройство.

Для припаивания NAND снова использовался горячий воздух. Первая попытка оказалась безуспешной, так как некоторые контакты замкнуло при моей попытке выровнять чип по обеим сторонам. На этом этапе ввиду сбоя в очередной раз пришлось ставить обратно рабочую NAND.

Во второй попытке я уже использовал небольшой листок бумаги для изолирования одной стороны NAND на время выравнивания и закрепления другой:


После установки первой стороны бумажку я убрал и припаял вторую. Загрузчик остался активен. Следующим шагом нужно было восстановить контакты RE#, RB# удалением заземляющей перемычки, а также вновь соединить перемычку Vcc. После окончательного восстановления подключения я выполнил dn, чтобы убедиться в доступности NAND:

CFE> dn------------------ block: 0, page: 0 ------------------00000000: 00000000 00000000 00000000 00000000    ................00000010: 00000000 00000000 00000000 00000000    ................00000020: 00000000 00000000 00000000 00000000    ................<CUT FOR LENGTH>----------- spare area for block 0, page 0 -----------00000800: ff851903 20080000 00c2b822 c978ff97    .... ......".x..00000810: ffffffff ffffffff ffee9423 4ba37819    ...........#K.x.00000820: ffffffff ffffffff ffee9423 4ba37819    ...........#K.x.00000830: ffffffff ffffffff ffee9423 4ba37819    ...........#K.x.*** command status = 1   <----- Success!CFE>

Тест чтения завершился успешно, и через веб-интерфейс загрузчика я прошил микросхему заводским образом:

web info: Waiting for connection on socket 1.[Jweb info: Upload 70647828 bytes, flash image format.[J   <----- Image UploadCFE> ........Setting JFFS2 sequence number to 13Flashing root file system at address 0x06000000 (flash offset 0x06000000): <-----Image Write.................................................................... .............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................Resetting board in 0 seconds...----BTRMV1.6CPU0L1CDMMUIMMU7DATAZBBSMAINOTP?OTPPUSBTNANDIMG?IMGLUHD?UHDPRLO?RLOPUBI?UBIPPASS    ----<CUT FOR LENGTH>CFE version 1.0.38-161.122 for BCM94908 (64bit,SP,LE)Build Date: Mon May 13 08:23:21 CST 2019 (defjovi@ubuntu-eva02)Copyright (C) 2000-2015 Broadcom Corporation.Boot Strap Register:  0x6fc42Chip ID: BCM4906_A0, Broadcom B53 Quad Core: 1800MHzTotal Memory: 536870912 bytes (512MB)Status wait timeout: nandsts=0x50000000 mask=0x40000000, count=0NAND ECC BCH-4, page size 0x800 bytes, spare size used 64 bytesNAND flash device: , id 0xc2da block 128KB size 262144KB<CUT FOR LENGTH>Initalizing switch low level hardware.pmc_switch_power_up: Rgmii Tx clock zone1 enable 1 zone2 enable 1.Software Resetting Switch ... Done.Waiting MAC port Rx/Tx to be enabled by hardware ...DoneDisable Switch All MAC port Rx/Tx*** Press any key to stop auto run (1 seconds) ***Auto run second count down: 0Booting from only image (address 0x06000000, flash offset 0x06000000) ...  <----- Success!!111!Decompression LZMA Image OK!Entry at 0x0000000000080000Starting program at 0x0000000000080000/memory = 0x20000000Booting Linux on physical CPU 0x0Linux version 4.1.27 (jenkins@asuswrt-build-server) (gcc version 5.3.0 (Buildroot 2016.02) ) #2 SMP PREEMPT Fri Jun 19 13:05:44 CST 2020CPU: AArch64 Processor [420f1000] revision 0Detected VIPT I-cache on CPU0


Как видно из вывода, прошивка прошла успешно, и система загрузила ОС устройства.

Уверен, некоторые читатели спросят: Почему просто не использовать для перепрошивки NAND специализированный программатор? Это абсолютно уместный вопрос, и, быть может, так даже правильнее, чем заниматься всей этой чепухой.

И все же считаю, что здесь будет уместна цитата персонажа из к/ф Парк Юрского периода, которого играл Джефф Голдблюм:

Ваши ученые настолько озабочены вопросом о том, могут ли они что-то сделать, что забывают приостановиться и подумать, а надо ли вообще это делать.


Подробнее..

NVMe против UFS 3.1 Битва типов памяти в смартфонах. Разбор

27.07.2020 16:04:10 | Автор: admin
iPhone быстрые? Да! Но почему?

Apple мало что рассказывает нам про внутренности своих девайсов. Как будто скрывает от нас страшную тайну!

Например, знали ли вы что в iPhone и в Android используется совершенно разный тип флеш-памяти? NVMe в iPhone и UFS в Android.



Может в этом секрет скорости девайсов Apple?Сегодня разберемся в том, как устроена флеш-память. Узнаем, чем отличаются стандарты памяти? И главное сравним, кто всё-таки быстрее Android или iPhone! Такой информации больше нигде не найдете. Так что, читайте и смотрите до конца!



Флеш-память


Начнём с того что на флешках, картах памяти, в смартфонах и SSD-дисках везде используют один тот же тип памяти флеш-память. Это современная технология, пришедшая на смену магнитным носителям информации, то есть жестким дискам.

У флеш-памяти куча преимуществ. Она энергоэффективная, дешевая, прочная и безумно компактная. На чипе размером с монетку помещается до терабайта данных!



[caption id=attachment_144997 align=aligncenter width=601] Размер чипа Toshiba на фото 16x20 мм[/caption]

Но как удаётся хранить такие огромные объемы информации при таких крошечных размерах?

Как работает флеш-память?


Давайте разберемся как устроена флеш-память.

Базовая единица современной флэш-памяти это CTF-ячейка. Расшифровывается как Charge Trap Flash memory cell, то есть Память с Ловушкой Заряда. И это не какая-то образная ловушка а самая настоящая.



Эта ячейка способна запирать электроны внутри себя и хранить их годами! Примерно как ловушка из фильма Охотники за привидениями. Так что даже если ваш SSD-диск ни к чему не подключен и просто так лежит в тумбочке, знайте он полон энергии.

Наличие или отсутствие заряда в ячейке компьютер интерпретирует как нули и единицы. В общем-то как и всё в мире технологий.



Таких ячеек много и они стоят друг над другом. Поэтому такая компоновка ячеек называется Vertical NAND или VNAND. Она крайне эффективна и очень интересно организована.


Многоэтажная память


Небольшая аналогия. Представьте, что память это огромный многоэтажный жилой комплекс, в котором каждая квартира это ячейка памяти.

Так вот, в одном доме этого ЖК всегда 6 подъездов, на каждом этаже одного подъезда размещается 32 квартиры, т.е. ячейки памяти. А этажей в таком доме может быть аж 136 штук, но только если это самый современный дом.Такой дом с шестью подъездами называется блоком памяти.



К чему я это всё?NAND память организована так, что она не может просто считать и записывать данные в какую-то конкретную ячейку, ну или квартиру. Она сразу считывает или перезаписывает весь подъезд!

А если нужно что-то удалить, то стирается сразу целый дом, то есть блок памяти. Даже если вы просто решили выкинуть ковер в одной квартире не важно. Весь дом под снос!

Поэтому прежде чем удалить что-либо приходится сначала скопировать всю информацию в соседний блок.

А если памяти на диске осталось мало, меньше 30% от общего объема, то скорость работы такого диска сильно замедляется. Просто потому, что приходится искать свободный блок- место для копирования.

Так что следите за тем, чтобы память на телефоне или SSD-диске были заполнены не более чем на 70%! Иначе всё будет тупить.

Кстати, по этой же причине стирание информации потребляет намного больше энергии, чем чтение и запись. Поэтому хотите сэкономить заряд, поменьше удаляйте файлы!

Напомню, что в жестких дисках, которые HDD, другая проблема. Там информация считывается по одной ячейке. Жесткий диск вращается, а считывающая головка ездит туда-сюда по всей поверхности диска. И, если файлы разбиты на фрагменты, хранящиеся в разных концах диска скорость падает. Поэтому, для HDD полезна дефрагментация.

Что такое спецификация?


Но вернёмся к флеш-памяти.Естественно сам по себе чип с памятью бесполезен потому как всей этой сложной структурой нужно как-то управлять. Поэтому существуют целые технологические стеки, которые всё разруливают. Их называют стандартами или спецификациями.

Еще разок!

Есть чип с флеш-памятью, как правило это NAND память. Там хранятся данные.

А есть спецификация это целый набор технологий вокруг чипа, программных и аппаратных, которые обеспечивают взаимодействия с памятью. Чем умнее спецификация, тем быстрее работает память.

Так какие же спецификации используются в наших смартфонах и какая из них самая умная? Давайте разберёмся.

eMMC


Выход первого iPhone в 2007 году спровоцировал постепенный отказ от карт памяти. Появилась потребность в новом стандарте недорогой флеш-памяти для мобильных устройств. Так появился eMMC, что значит встроенная Мультимедиа карта или Embedded Multimedia Card. То есть прям как eSIM (Embedded SIM).

Стандарт eMMС постепенно обновлялся и его скорости росли. И eMMC до сих пор используется в большинстве смартфонов, но данный стандарт явно не рекордсмен по скорости и сильно проигрывает тем же SSD дискам.






UFS


Тогда в 2014 году появился новый стандарт с нескромным названием Universal Flash Storage или UFS! Новый стандарт был всём лучше eMMC.



Во-первых, в UFS последовательный интерфейс. А это значит, что можно одновременно и записывать и считывать. eMMC мог делать только что-то одно. Поэтому UFS работает быстрее!



Во-вторых, он в два раза более энергоэффективный в простое.

Эффективнее работает с файлом подкачки когда ОЗУ забита.И еще, существуют UFS карты памяти, которые могут быть бесшовно интегрированы в внутреннем хранилищем! Это же полноценная модульная память!

Кстати, по этой причине, внутреннюю память телефона правильнее называть eUFS. Embedded, ну вы помните.



UFS вышел сразу же в версии 2.0 в 2015 году, а первым телефоном с этим стандартом стал Samsung Galaxy S6. Samsung так гордились скоростью памяти, что даже выкинули слот microSD изGalaxy S6.Казалось бы, судьба стандартов флеш-памяти предрешена вот он новый король. Новый USB мира флеш-памяти.

Но внезапно выходит iPhone 6s и мы видим это!





Что? Как такое возможно? Что за чудо память в этих iPhone? Похоже, Apple пошли какой-то своей дорожкой.Если стандарты eMMC и UFS наследники каких-то там детских карт памяти, то память в iPhone прямой наследник взрослых SSD-дисков. Потому как в iPhone используется спецификация памяти NVMe. Такая же память используется в компах и ноутбуках.

NVMe


Название NVMe довольно сложно расшифровывается -NVM Express (NVMe, NVMHCI от англ. Non-Volatile Memory Host Controller Interface Specification).

Но ключевое слово в названии Express! Почему?

Спецификация NVMe специально разрабатывалась для SSD-дисков с памятью NAND, подключенных по шине PCI Express.

NVMe создавался с нуля как новый способ эффективной работы с SSD-дисками. Из него убрали всё лишнее и сосредоточились на скорости.

Поэтому, благодаря короткому технологическому стеку, NVMe имеет большое преимущество при случайной записи и чтении блоков над остальными стандартами.



Что это значит?

Это свойство особенно полезно для работы операционной системы, которая постоянно считывает и генерит кучу маленьких файлов размером по 4 КБ. Случайное чтение и запись NVMe это то, что делает iPhone таким быстрым.

Но, естественно, Apple не могли просто запихнуть целый SSD в смартфон. Они модифицировали протокол NVMe и разработали свой кастомный PCI-E контроллер.

Поэтому, то что стоит в iPhone решение абсолютно уникальное и в своё время было революционным. А они об этом даже ничего не сказали! Как всегда делает Apple.

Такая же история с MacBook. Apple первыми оказались от HDD. И они всегда ставят самую быструю память в ноуты. Во многом поэтому, даже на более слабом железе Mac ощущаются быстрее Windows-ноутбуков.

Тесты


Но вернёмся к смартфонам. Мы выяснили, что Android используют UFS-память, а Айфоны NVMe. Но проблема в том, что сложно сказать какая память действительно быстрее.

Скажем так есть, крутое сравнение от компании Micron. На базе кастомного Android девайса они сравнили NVMe и UFS 2.1 и получили преимущество NVMe по всем показателям! Вот такие:
  • Последовательная запись > 28%
  • Последовательное чтение > 15% быстрее при последовательном чтении.
  • IOPS (случайная запись и чтение) > 30%






CPDT Бенчмарк


Но кому это интересно? Сейчас много где есть UFS 3.0, а в Redmi K30 Pro вообще UFS 3.1.

Только посмотрите UFS 3.1 быстрее UFS 2.0 по разным показателям вплоть до 8 раз. Вот с чем надо сравнивать!

UFS 2.0 vs UFS 3.1


  • Последовательное чтение 6X
  • Последовательная запись 8X
  • Случайное чтение 5.3X
  • Случайная запись 5X



Значит надо просто скачать одинаковый тест под iPhone и Android, и готово! Мы узнаем кто чемпион. Только знаете что? Нет такого теста! Поверьте мы искали. Есть спорные тесты с непонятной методологией (PerfonaceTest), но приличного ничего нет.

Кроме Вот этого чудесного теста: Cross Platform Disk Test.Работает на всех платформах, подробно описана методология тестирования.И даже есть результаты тестов некоторых iPhone:



Но вот незадача, версия приложения для iOS так и не была выпущена.

Но мы не отчаялись! Как выяснилось, разработчика зовут Максим, он из Минска. Поэтому мы с ним связались и Макс любезно предоставил нам девелопер версию приложения под iOS.

Поэтому сегодня мы наверняка узнаем где всё-таки быстрее память: На самых последних iPhone или на самых крутых Android-смартфонах:
  • iPhone 11 Pro NVMe
  • Oneplus 8 Pro UFS 3.0
  • Redmi K 30 Pro UFS 3.1
  • и Macbook Pro 16 NVMe



В итоге побеждает дружба, в последовательной записи вроде бы все очень неплохо у Apple, но по произвольной они подчистую сливают Android-смартфонам. В копировании буквальное равенство результатов. При этом заметьте, что Poco F2 Pro с UFS 3.1 показал себя в тестах никак и проиграл и Sony Xperia 1 II, и OnePlus 8 Pro. Возможно решает не только это! А вот в сравнении с взрослым NVMe в ноутбуках мобильный NVMe в 3-4 раза медленнее и это конечно не радует. С другой стороны это значит, что смартфонам есть куда расти!



Еще раз хотим поблагодарить Максима за помощь и инструкции! Помните, тест не из лёгких, поэтому если у вас будет вылетать не ругайтесь!
Подробнее..

TrendForce цены на SSD и оперативную память будут падать вплоть до 2021 года

21.08.2020 14:20:51 | Автор: admin

Эксперты DRAMeXchange предсказывают значительное падение цен на оперативную память и твердотельные накопители в ближайшее время. Причина сокращение спроса на чипы для NAND и DRAM. Соответственно, цена такой продукции тоже станет снижаться, возможно до конца 2021 года.

В DRAMeXchange проанализировали отчет TrendForce о рынке SSD и оперативной памяти, отметив падение цен на продукцию. По мнению специалистов, в четвертом квартале 2020 года стоимость товаров в категории RAM и SSD может снизиться на 10-15%.

Ранее аналитики предполагали, что в указанный период времени цены на память и SSD вырастут, так как это много раз случалось ранее. Рынок показывал цикличный ритм периоды спада цен перемежались с ростом. И действительно, в первом квартале 2020 года цены выросли на 5%, в следующем еще на 5-10%. Эксперты ожидали продолжения тренда вплоть до конца 2020 года.

Причины падения цен


Эксперты отмечают, что на цены повлияла пандемия COVID-19. Главные потребители NAND и DRAM, опасаясь возможных перебоев с поставками во время карантина, создали избыточные запасы оперативной памяти и SSD-накопителей.

Производители твердотельных накопителей (SSD), USB-флешек, оперативной памяти и других элементов, где используются чипы NAND и DRAM, накопили солидные резервы еще в первом полугодии 2020 г. Пока что эти резервы не исчерпаны, так что спрос вряд ли увеличится в ближайшее время.

Производители не обратили внимание на эту ситуацию и не успели оперативно снизить темпы производства. В результате образовался избыток товара. Сложную ситуацию, скорее всего, поможет решить выход консолей от Microsoft и Sony, а также запуск в производство новых моделей смартфонов Apple. Но эффект появится не ранее первой половины следующего года.


Что в итоге?


Скорее всего, производители понесут потери, как это уже бывало ранее. Цены на SSD и RAM уже снижаются, дальше ситуация будет лишь ухудшаться. Значительного падения цен можно ожидать в преддверии рождественских и новогодних праздников. Micron и SK Hynix, крупные поставщики микросхем памяти, заявили о снижении спроса на свою продукцию уже сейчас.

Еще один фактор, который влияет на ситуацию появление производительных чипов, выпущенных по новой технологии. Например, чипсетов 128-L NAND. Компания SK Hynix объявила о выпуске первого потребительского SSD на этой технологии объемом в 1 ТБ и скоростью чтения более 3500 МБ/сек. В итоге производители компьютерных устройств фокусируются на новых элементах и системах, сокращая закупки старых.

Рынок начинает реагировать на текущую ситуацию, хотя и медленно. Стремясь сохранить цены на текущем уровне, компании Micro и Western Digital замедляют темпы производства чипсетов NAND и DRAM. Но запасы уже произведенных элементов на складах производителей все еще слишком велики, поскольку снижение спроса не позволяет избавиться от излишков.

Что касается обычных пользователей, то они останутся в выигрыше. Эксперты даже рекомендуют желающим обновить комплектующие ПК подождать снижения цен на оперативную память и SSD, и не торопиться с покупкой.
Подробнее..

Nimbus Data представила SSD-накопитель с QLC-памятью объемом 64 ТБ

27.08.2020 18:04:37 | Автор: admin


Компания Nimbus Data представила твердотельный накопитель ExaDrive NL емкостью 64 ТБ. SSD большой емкости предназначены для корпоративных клиентов компании, которым необходимо хранить большие объемы данных, но не требуются сверхвысокие скорости доступа.

Разработчики Nimbus Data использовали QLC-память, что дало возможность снизить стоимость SSD. Этот тип памяти медленнее, чем традиционный TLC, но упор был сделан именно на снижение цены накопителей для корпоративных клиентов.



Одно из главных отличий памяти QLC от TLC увеличение количества битов в одной ячейке NAND до четырех. Это больше, чем у TLC (3 бита), MLC (2 бита) и SLC (1 бит). Один чип QLC может вместить до 4 раз больше информации. К сожалению, надежность таких накопителей несколько ниже, чем TLC. Поскольку у ячейки целых 16 состояний, деградирует она гораздо быстрее, чем в случае TLC, MLC и SLC. По мере износа скорость доступа постепенно падает, что может привести к падению показателей чтения/записи до уровня HDD или даже более низким.



Тем не менее, в Nimbus Data заверяют, что решили проблему надежности и SSD-накопитель без сбоев отработает минимум 1 500 P/E циклов. Производитель считает, что устройство выдержит 0,20,6 перезаписей в день или запись примерно 75 ПБ данных в течение 5 лет.



Тесты подтвердили, что скорость чтения у твердотельного накопителя от Nimbus Data около 500 МБ/с, а записи 460 МБ/с. Серия ExaDrive NL обеспечивает идеальный баланс между HDD и NVMe SSD-накопителями, заявила компания в презентации новинки. Энергопотреблении ExaDrive NL на 75% ниже показателей HDD-накопителей в расчете на 1 Тбайт хранимых данных.



Для внедрения твердотельных накопителей в сетевую инфраструктуру предусмотрена поддержка SATA-3 и двухпортового SAS-2 интерфейсов. Формфактор SSD стандартный 3,5 с дополнительной вентиляцией. Потребляет 7 Вт в режиме ожидания и 15 Вт в режиме записи.

В Nimbus Data рекомендуют использовать ExaDrive NL для хранения неструктурированных данных и контента в CDN-хранилищах. Например, для текстовых документов, фотографий, презентаций. Производитель провел тесты накопителя с PowerEdge Rx40, а также Cisco UCS, Lenovo ThinkSystem и Supermicro.

Стоимость этого чуда техники составляет $10 900. Также доступны SSD-накопители объемом 16 и 32 ТБ по цене $2 900 и $5 600 соответственно.
Подробнее..

Цены на SSD и чипы PC DRAM падают, роста не будет до следующего года

05.11.2020 04:10:16 | Автор: admin

В августе мы публиковали прогноз от TrendForce, который предсказывал падение цен на оперативную память и твердотельные накопители. Среди причин назывались сокращение спроса на чипы для NAND и DRAM из-за COVID-19 и снижение продаж потребительской электроники, что взаимосвязано. Еще одна причина санкции США в отношении Huawei.

Сейчас стало понятно, что этот прогноз оправдывается цены падают начиная с октября, и по мнению экспертов, этот тренд будет продолжаться несколько месяцев. Финальное снижение цены составит 10-15%, но негативный тренд заметен уже сейчас. По сравнению с ценами сентября стоимость чипов оперативной памяти PC DDR4 емкостью 8 ГБ упали на 8,9%. Сейчас оптовая цена на такой чип составляет $2,85 (усредненный показатель дневной сессии).

Ранее цены падали не так быстро, поскольку компания Huawei покупала SSD и RAM про запас, сразу после того, как стало известно о жестких санкциях США. НО как только эта массовая закупка подошла концу, на фактор цены стали давить экономические и некоторые другие проблемы. Памяти PC DRAM на рынке сейчас больше, чем требуется производителям, а это значит, что цены продолжать падать.

Кроме оперативной памяти, в октябре 2020 года продолжили снижение и оптовые цены на NAND-чипы. К примеру, стоимость чипов емкостью 128 Гбит (16х8G MLC) для флеш-карт и USB-накопителей снизилась по сравнению с сентябрем на 3,4%, вплоть до $4,2. Это, по словам аналитиков, самый низкий показатель с начала этого года.


В этом году цены на память падают не впервые достаточно активно негативная тенденция на этом рынке прослеживалась летом этого года. Тогда цены уменьшились примерно на 5%, факторы примерно те же, что и сейчас снижение спроса на чипы производителями электроники и, соответственно, переизбыток этих чипов на рынке.

Прогноз на днях был поддержан компанией Samsung. Ее представители, рассказывая о финансовых итогах кампании за третий квартал этого года, поделились прогнозом относительно цен на память. Как и TrendForce, компания Samsung твердо уверена в том, что цены на память будут снижаться.

Ранее аналитики предполагали, что в конце года цены на память и SSD вырастут, так как это много раз случалось ранее. Рынок показывал цикличный ритм периоды спада цен перемежались с ростом. И действительно, в первом квартале 2020 года цены выросли на 5%, в следующем еще на 5-10%. Эксперты ожидали продолжения тренда вплоть до конца 2020 года. Но этот прогноз не оправдался.


К слову, в текущем прогнозе аналитики не учитывают еще один факт выпуск производительных чипов на основе новой технологии, включая чипсеты 128-L NAND. Компания SK Hynix объявила о выпуске первого потребительского SSD на этой технологии объемом в 1 ТБ и скоростью чтения более 3500 МБ/сек. В итоге производители компьютерных устройств фокусируются на новых элементах и системах, сокращая закупки старых.

В этой бочке дегтя есть ложка меда, но воспользоваться ею получится лишь у покупателей электроники они смогут сэкономить, поскольку цена ноутбуков, десктопных ПК и других систем, где используется DRAM и NAND, будет падать. Вероятно, в конце этого года стоимость накопителей и оперативной памяти снизится до минимумов, так что покупка электроники обойдется дешевле, чем раньше.

Подробнее..

Как на microSD помещается 1 ТБ? Разбор

27.10.2020 18:15:50 | Автор: admin
Как на на маленькой карте памяти microSD размером буквально с ноготок помещается 1 терабайт данных? Такой вопрос нам задали в комментариях к видео про шифрование данных. Звучит интересно! Сегодня мы узнаем что находится внутри SD-карты и SSD-диска.Что объединяет современные чипы памяти со слоёным пирогом?И какой емкости будут наши диски и карты памяти через несколько лет?

Олды, кто помнит 2004 год? Тогда в продаже впервые появилась SD-карточка с рекордной на тот момент ёмкостью 1 гигабайт. Это было событием и карточку оценили в солидную сумму 500 долларов США.



А спустя 15 лет представили карты памяти microSD объёмом 1 терабайт.



Но как за 15 лет мы научились размещать в тысячу раз больше информации на вдвое меньшем пространстве?

Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно понять:

Как устроены SD карточки?


Начнем с физической архитектуры. Если заглянуть под слой пластика SD или microSD карточки, мы увидим один небольшой чип это контроллер памяти. И один или два больших чипа это NAND флеш-память: самый распространенный на сегодня тип памяти. Такие же чипы можно встретить в флешках, SSD-дисках и внутри наших гаджетов. Короче, везде!








NAND И NOR


Но почему NAND флеш-память такая популярная? Чтобы ответить на этот вопрос, давайте немного разберемся в том как флеш-память работает.Мы уже как-то рассказывали, что базовая единица современной флэш-памяти это CTF-ячейка (CTF Charge Trap Flash memory cell), то есть Ячейка с Ловушкой Заряда.

Это не образное выражение. Ячейка, действительно способна запирать внутри себя заряд и хранить его годами! Соответственно, если в ячейке есть заряд это 1, если нет заряда это 0.

Все ячейки организованы в структуру NAND. NAND это такой логический элемент NOT-AND, то есть НЕ-И. Вот таблица его значений.



Фактически, это перевернутый вентиль И. По таблице истинности на выходе вентиля И мы получаем единицу только в случае если на оба входа тоже приходит единица. В NAND всё наоборот.



Кстати, NAND обладает интересным свойством любая логическая функция может быть реализована с помощью комбинации NAND-вентилей. Это свойство NAND называется функциональной полнотой.

Например CMOS-матрицы или КМОП-матрицы, которые используются в большинстве современных цифровых камер, в том числе во всех мобильных телефонах могут быть полностью реализованы только на вентилях NAND.


  • КМОП комплементарная структура металл-оксид-полупроводник
  • CMOS complementary metal-oxide-semiconductor



Свойство функциональной полноты NAND также разделяет с вентилями NOR, то есть НЕ-ИЛИ. К слову, NOR флеш-память тоже существует. Но почему всюду ставят именно NAND память, а не NOR?

NAND-память интересная штука. Её можно сравнить с оптовыми закупками в супермаркете. Считывать и подавать напряжение в NAND ты можешь только на целую упаковку ячеек. Поэтому мы не можем считать или записать данные в какую-то конкретную ячейку.

В NOR памяти всё наоборот, у нас есть доступ каждой ячейке.

Вроде бы как очевидно превосходство NOR, но почему же тогда мы используем NAND?



Дело в том, что в NOR-памяти каждую ячейку нам на подключить отдельно. Всё это делает размер ячеек большим, а конструкцию массивной.

В NAND наоборот: ячейки подключаются последовательно друг за другом и это позволяет сделать ячейки маленькими и расположить их плотно друг к другу. Поэтому на NAND-чипе может поместиться в 16 раз больше данных чем на NOR-чипе.





Также это позволяет быстро считывать и записывать большие массивы данных,так как мы всегда одновременно оперируем группой ячеек.


Структура одного столбца NAND flash с 8 ячейками


Компоновка шести ячеек NOR flash

Более того NOR-память не оптимальна для считывания и записи больших объёмов информации, но она выигрывает тогда, когда нужно считывать много мелких данных случайным образом.Поэтому NOR-память используют только в специфических задачах, например, для хранения и исполнения микропрограмм. Например BIOS вполне может быть записан в NOR-память, или даже прошивка в телефоне. По крайней мере раньше так точно делали.

А NAND-память идеально подходит для SSD, карт памяти и прочего.

2D NAND


Окей, NAND-память плотная, это выяснили. Но как её сделать еще плотнее?

Долгое время ячейки NAND укладывались столбцами горизонтально и получалась однослойная плоская структура. И производство памяти было похожим на производство процессоров при помощи методов литографии.Такая память называлась 2D NAND или планарный NAND.


Структура 2D PLANAR NAND



Соответственно, единственным способом уплотнения информации былоиспользования более тонких техпроцессов, что и делали производители.

Но к 2016 году производители достигли техпроцесса в 14-15 нанометров. Да-да, крутость памяти тоже можно мерить нанометрами. Но тем не менее это оказалось потолком для 2D NAND-памяти.





Получается, что в2016 году прогресс остановился? Совсем нет.

Решение нашла компания Samsung. Понимая, что планарная,то есть плоская NAND находится на последнем издыхании, еще в 2013 году Samsung обогнала своих конкурентов и представила первое в отрасли устройство с 3D NAND-памятью.



Они взяли столбец с горизонтальными NAND ячейками и поставили его вертикально, поэтому 3D NAND ещё называют V-NAND или вертикальной NAND. Вы только посмотрите на эту красоту!



Вот эти красные штуки сверху это битлайны (bit line),то есть каналы данных. А зелёные шутки это слои ячеек памяти. И если раньше данные считывались с одного слоя и поступали в битлайн, то теперь данные со всех слоев стали поступать в канал одновременно!

Поэтому новая архитектура позволила не только существенно увеличить плотность информации, но и вдвараза повысить чтения и записи, а также снизить энергопотребление на 50%!

Первый 3D NAND-чип состоял из 24 вертикальных слоёв. Сейчас норма составляет 128 слоев.Но уже в 2021 году производители перейдут на 256 слоев, а к 2023 году на 512, что позволит на одном флеш-чипе разместить до 12 терабайт данных.





Кхм-кхм. Минуточку! Внимательный читатель, мог заметить, что в приведенной табличке написано 12 терабит, откуда же тогда я взял терабайты?Дело в том, что 12 терабит помещается на одном кристалле флеш памяти, а в одном чипе можно разместить до 8 кристаллов друг над другом. Вот и получается 12 терабайт.

Но наращивать всё больше и больше этажей памяти невозможно бесконечно. Даже сейчас с производством возникает масса проблем.В отличии от 2D-памяти, которая производилась методом литографии, 3D NAND, по большей части, опирается на методы напыления и травления. Производство стало похожим на изготовление самого высокого в мире торта. Нужно было буквально наращивать идеально ровные слои памяти друг над другом, чтобы ничего не поплыло и не осело. Жуть!



Более того в этом слоёном пироге, нужно как-то проделать 2,5 миллиона идеально ровных каналов идущих сверху до низу. И если если когда было 32 слоя, производители с этим легко справлялись. То с увеличим количество слоев возникли проблемы. Всё как в жизни!



Поэтому производители стали использовать разные хаки: например, делать по 32 слоя и накладывать их друг на друга через изолятор. Но такие методы дороже в производстве и чреваты браком.Кстати, для любознательных, на текущий момент эти каналы проделываются не сверлом, в методом реактивного ионного травления (RIE). Проще говоря, бомбардировкой поверхности ионами.


SLC, MLC, TLC, QLC


Так что же мы снова уперлись в потолок? Теперь уже в буквальном смысле.Нет! Ведь на самом деле, можно не только увеличивать количество ячеек. Можно увеличивать количество данных внутри ячейки!

Те кто интересуется темой, или выбирал себе SSD диск наверняка знают, что бываетчетыретипа ячеек памяти SLC, MLC, TLC, QLC.

SLC-ячейка (Single Layer Cell) может хранить всего 1 бит информации, то есть лишь нолик или единичку.Соответственно MLC-ячейка хранит уже 2 бита, TLC 3, QLC -4.



Вроде бы круто! Но чем больше бит мы можем поместить в ячейку, тем медленнее будет происходить чтение, и главное запись информации. А заодно тем менее надежной будет память.

Сейчас не будем на этом подробно останавливаться, но в двух словах в потребительских продуктах сейчас золотой стандарт это TLC-память, то естьтри бита. Это оптимальный вариант, по скорости, надежности и стоимости.

SLC и MLC это крутые профессиональные решения.

А QLC это бюджетный вариант, который подойдет для сценариев, в которыхне надо часто перезаписывать данные.

Кстати, Intel уже готовит, преемника QLC пятибитную PLC-память (Penta Level Cell).

Ответ на вопрос


Это, конечно, всё очень интересно, но может, вернёмся к изначальному вопросу: Как в уже сейчас в простой microSD-карточке помещается 1 терабайт?

Ну что ж, теперь когда мы всё знаем, отвечаем на вопрос.



Внутри карточки Micron (и скорее всего карточки SanDisk) используется одинаковый чип памяти. Это 96-слойная 3D NAND QLC-память. На одном кристалле такой памяти помещается 128 гигабайт данных. Но откуда же тогда 1 терабайт?

Как мы уже говорили раньше, в одном флеш-чипе помещается 8 кристаллов. Вот вам и 1 терабайт. Вот так всё просто!



Что нас ждёт в будущем?


Что ж, технологии производства флеш-памяти развиваются очень быстро. Уже через 2-3 года нам обещают чипы на 12 терабайт.А еще лет через 10, ну может 20, и за сотню терабайт перескочим. Тем более SD-карточки нового формата SD Ultra Capacity поддерживают емкость до 128терабайт.



Непонятно одно -будут ли нам нужны SD-карточки через столько лет.
Подробнее..

Категории

Последние комментарии

  • Имя: Макс
    24.08.2022 | 11:28
    Я разраб в IT компании, работаю на арбитражную команду. Мы работаем с приламы и сайтами, при работе замечаются постоянные баны и лаги. Пацаны посоветовали сервис по анализу исходного кода,https://app Подробнее..
  • Имя: 9055410337
    20.08.2022 | 17:41
    поможем пишите в телеграм Подробнее..
  • Имя: sabbat
    17.08.2022 | 20:42
    Охренеть.. это просто шикарная статья, феноменально круто. Большое спасибо за разбор! Надеюсь как-нибудь с тобой связаться для обсуждений чего-либо) Подробнее..
  • Имя: Мария
    09.08.2022 | 14:44
    Добрый день. Если обладаете такой информацией, то подскажите, пожалуйста, где можно найти много-много материала по Yggdrasil и его уязвимостях для написания диплома? Благодарю. Подробнее..
© 2006-2024, personeltest.ru