Японцам удалось снизить энергопотребление SSD на 68%

На Международной конференции по полупроводниковым схемам Токийский университет представил новую экономичную систему электропитания, предназначенную для твердотельных дисков. Об этом пишет издание TechOn.

Новая система не просто сокращает на треть объемы энергопотребления NAND flash-памятью, включенной в твердотельный накопитель, но также удешевляет стоимость самого SSD. Данная система предназначена для применения в так называемых трехмерных SSD, в которых такие компоненты, как чипы памяти, расположены множественными слоями в трехмерном виде.

По словам исследователей, сократить энергопотребление NAND flash-памяти не так-то просто, даже если снизить напряжение тока. Уменьшение напряжения снизит энергопотребление ячейки памяти, но при этом возрастет потребность в электроэнергии со стороны генераторов подкачки заряда, которые включены в чипы памяти.

Для преодоления этого барьера, ученые из Токийского университета разработали новую систему электропитания, в которой появился преобразователь. Новая система заключает в себе контур управления (power supply control circuit), переключатель высокого напряжения (high voltage switch) и катушку индуктивности (coil).

Система отличается более высоким выходным током, а также большей отдачей мощности по сравнению с системой, использующей генераторы подкачки заряда. Таким образом, новая система потребляет меньше электроэнергии, и ей требуется меньшая площадь для генерирования тока с высоким напряжением, необходимым для NAND flash-памяти.

Иными словами, новая система электропитания, использующая преобразователь, может обойтись без генераторов подкачки заряда, которыми в противном случае необходимо оснащать каждый из множества чипов NAND flash-памяти внутри SSD. В результате, напряжение тока для NAND flash-памяти можно сократить с имеющихся 3 вольт до 1,8 вольт, энергопотребление при этом снизится почти на 68%.

Более того, новая система энергоснабжения сокращает саму себестоимость SSD, поскольку, опять же, отпадает необходимость в генераторах подкачки заряда, и площадь микросхем 40-нм- и 30-нм NAND flash-памяти может быть уменьшена на 5-10%.

Цепь управления и переключатель высокого напряжения можно изготавливать по недорогой 180-нм технологии.

Инновационные технологии электропитания и трехмерных интегральных схем были разработаны группой исследователей под руководством профессоров Такаясу Сакураи и Макото Такамия из института промышленных наук при Токийском университете. Технологию для NAND flash-памяти разработала группа ученых во главе с адъюнкт-профессором Кеном Такеучи также из Токийского университета. Чипы NAND flash-памяти ученым предоставила корпорация Toshiba.