Ssd sff что это

Обновлено: 04.07.2024

В прошлых частях цикла «Введение в SSD» мы рассказали про историю появления дисков и интерфейсов взаимодействия с накопителями. Третья часть познакомит читателя с современными форм-факторами дисков.

Твердотельные накопители лишены подвижных частей, а данные хранятся в микросхемах, которые могут располагаться на платах практически без ограничений. Эта особенность SSD «развязывает руки» производителям накопителей и позволяет выйти за рамки привычных форматов.

«Классический» форм-фактор SSD

Форм-фактор 2.5″ был предложен в 1988 году компанией PrairieTek и позже был закреплен в стандарте EIA/ECA-720. Такие накопители могут подключаться как по SATA, так и по PATA, хотя последние уже не очень распространены. Диски данного форм-фактора длиной 100 мм, шириной 69.85 мм и высотой от 5 до 19 мм.

Говоря о форм-факторе 2.5″ невольно вспоминается его старший брат — 3.5″. Твердотельные накопители в таком формате редкость, но существуют по сей день. Например, ExaDrive от компании Nimbus Data. Диск может похвастаться невероятной вместимостью: 100 ТБ в одном 3.5″ накопителе.

У 2.5″ есть и младший брат: форм-фактор 1.8 дюймов. Данный форм-фактор использует для подключения mSATA и был распространен в ноутбуках.

U.2, так же известный как SFF-8639, был разработан в декабре 2011 года командой SSD Form Factor Working Group. Стандарт SFF-8639 разрабатывался в первую очередь для корпоративного сегмента с поддержкой PCIe-, SAS- и SATA-дисков. Внешне U.2 диски отличаются от 2.5″ другим коннектором и фиксированной высотой в 15 мм. На дисках в форм-факторе U.2 встречается рельефная нижняя стенка для улучшения теплоотвода.

U.2 реализует три вида интерфейсов: SATA, SAS и PCIe. Однако, каждый разъём поддерживает только один из интерфейсов. Так, в SAS-бэкплейне PCIe диск «не заведется». Это вызывало определенные неудобства, которые обязательно должен был решить другой форм-фактор.

20 марта 2018 года организация Open Compute Project представила форм-фактор U.3, который решает существующую проблему U.2. Согласно спецификации, интерфейсы SAS, SATA и PCIe поддерживаются на всех пинах, а выбор интерфейса производится в автоматическом режиме в зависимости от предоставляемых диском интерфейсов. Накопители U.3 совместимы с системами, использующими U.2, но не наоборот.

На данный момент нет дисков с форм-фактором U.3.

Этот форм-фактор так же известен как Next Generation Form Factor (NGFF). Первая версия стандарта M.2 была выпущена группой PCI Special Interest Group (PCI-SIG) в декабре 2013 года. Данный форм-фактор не ограничивается твердотельными накопителями: существуют Wi-Fi и Bluetooth-модули в таком исполнении.

Несмотря на то, что M.2-устройство часто фиксируется винтом, интерфейсы M.2 поддерживают «горячую замену». Таким образом, замена на «горячую» возможна, если устройство и материнская плата поддерживают такую возможность.

В сравнении с предыдущими форм-факторами M.2 предоставляет максимальную гибкость при проектирования устройства. Следующие характеристики устройства могут варьироваться:

ширина;
длина;
высота;
вид ключа и поддерживаемые интерфейсы.

Add-in-Card

Как мы узнали ранее, SSD могут использовать PCIe линии для подключения через специальные разъемы. Но существуют диски, использующие PCIe с оригинальными коннекторами. Такой форм-фактор называется AiC, то есть Add-in-Card. PCIe карты различаются по размерам.

Самым большим вариантом в Add-in-Card является Full-Height Full-Length (FHFL) профиль. Размер карты FHFL составляет 120 миллиметров в высоту и 312 миллиметров в длину. Твердотельные накопители обычно создаются в минимальном профиле: Half-Height Half-Length (HHHL) с высотой 79.2 мм и длиной 175.26 миллиметров.

В августе 2018 года Samsung представила форм-фактор NGSFF (Next Generation Small Form Factor), так же известный как M.3 или NF1. Форм-фактор от Samsung отличается от M.2 увеличенной шириной и отсутствием разнообразия в коннекторах. Длина NGSFF-диска составляет 110 миллиметров, а ширина — 30 миллиметров, что эквивалентно самой большой M.2-плате.

NF1 использует коннекторы, идентичные коннекторам типа «M» форм-фактора M.2, тем не менее, M.2 и NF1 не совместимы между собой. PCI-SIG не одобряет использование разъема M.2 в данном форм-факторе, так как установка M.2 устройств в NF1 разъем может привести к повреждению устанавливаемого оборудования.

Данный форм-фактор разработан для серверного сегмента: увеличенная ширина позволяет вместить до 36 накопителей в 1U сервер.

EDSFF

Enterprise & Data Center SSD Form Factor (EDSFF), известный как Intel Ruler SSD разработан EDSFF Working Group. EDSFF представляет две версии серверных SSD-дисков: короткий (E1.S) и длинный (E1.L).

Короткая версия EDSFF, E1.S, очень похожа на своего ближайшего конкурента — NGSFF, но имеет металлический корпус, который одновременно защищает плату от механических повреждений и выступает салазками для установки в сервер. Размеры диска E1.S не сильно отличаются от NGSFF: 111 миллиметров в длину и 31 миллиметр в высоту.

E1.L почти в три раза длиннее E1.S, его длина — 325 миллиметров. Увеличение длины накопителя позволяет увеличить объём диска. В мае 2019 Intel представила SSD D5-P4326 объёмом в 15.36 ТБ, а в будущем планирует выпустить модель с вместимостью 30,72 ТБ.

Заключение

Большинство форм-факторов давно устоялись, а все изменения в накопителях происходят «под капотом». Тем не менее, производители придумывают новые форм-факторы для NVMe, преследуя цель увеличить количество дисков в одном юните серверного пространства.

В нашей Selectel Lab вы можете протестировать Intel SSD D5-P4326 15.36 TB в сервере на базе высокочастотного Intel Xeon W-3235.

А как вы считаете, как скоро появится общий стандарт для нового форм-фактора, объединяющего лучшие черты NGSFF и EDSFF? Ждем вас в комментариях!

«Классический» форм-фактор SSD

Твердотельный диск Intel® в форм-факторе U.2 в салазках

На данный момент нет дисков с форм-фактором U.3.

SSD в форм-факторе M.2 Type 2280-S2-B-M

Несмотря на то, что M.2-устройство часто фиксируется винтом, интерфейсы M.2 поддерживают «горячую замену». Таким образом, замена на «горячую» возможна, если устройство и материнская плата поддерживают такую возможность.

ширина;
длина;
высота;
вид ключа и поддерживаемые интерфейсы.

Точный размер и тип ключа можно узнать по типу устройства.

Номенклатура форм-фактора M.2

Add-in-Card

HHHL PCI Express-диск

Различные размеры PCIe-карт на примере карты с PCIe x4

EDSFF

E1.L почти в три раза длиннее E1.S, его длина — 325 миллиметров. Увеличение длины накопителя позволяет увеличить объём диска. В мае 2019 Intel® представила SSD D5-P4326 объёмом в 15.36 ТБ, а в будущем планирует выпустить модель с вместимостью 30,72 ТБ.

Заключение

В нашей Selectel Lab вы можете протестировать Intel SSD D5-P4326 15.36 TB в сервере на базе высокочастотного Intel® Xeon® W-3235.

А как вы считаете, как скоро появится общий стандарт для нового форм-фактора, объединяющего лучшие черты NGSFF и EDSFF?

Всем привет, сегодня я расскажу, чем отличаются SAS диски формата LFF и SFF, да и вообще, что это за такие жесткие диски LFF и SFF. Думаю моему читателю, такая информация будет весьма, полезна, особенно для начинающих инженеров, по системам хранения данных, которые смогут лучше узнать свое оборудование.

Начинающие администраторы или инженеры, которые работают с системами хранения данных задаются вопросом какие различия у SAS дисков формата LFF и SFF. На самом деле все очень просто.

LFF (или Large Form Factor): за этим магически названием скрывается банально, sas жесткий диск формата 3.5 дюйма
SFF (или Small Form Factor): ну а тут как можно догадаться, формат sas диска уже будет 2,5 дюйма.

Маленькие диски формата sff, еще очень часто используют в серверах топовых производителей серверов, таких как компания IBM или компания HP, и тд.

Так же SAS диски или как их еще расшифровывают Serial SCSI, еще могут отличаться

Скорость интерфейса: 3 Гбит/с или 1,5 Гбит/с
Количество портов в контроллере диска: от 1 до 2

Еще стоит отметить, то факт, что диски формата 2,5 по соотношению цена/объем/производительность в 90 процентах случаев дороже чем lff sas диски. Думаю вы теперь будите знать, при выборе схд или просто читая обзор, что это за диски и чем отличаются.

Многие знают, что SSD накопители могут значительно ускорить работоспособность любого компьютера, а также положительно повлиять на отдельно взятые процессы. В данной публикации я расскажу, какие бывают SSD накопители, чем они отличаются, и на какие характеристики стоит обратить внимание при выборе SSD для вашего компьютера.

Содержание

Какие бывают форм-факторы SSD

На данный момент существует три форм-фактора SSD накопителей, также стоит упомянуть, что бывают внешние SSD, которые подключаются по средствам USB к компьютеру, но в рамках этой публикации мы о них говорить не будем. Впрочем, что касается нижеупомянутых характеристик, то они также применимы и к внешним SSD накопителям.

Формат 2,5

Это один из самых распространенных форматоров (2,5 это размер, указанный в дюймах). Изначально такой формат использовался в жестких дисках, которыми комплектовались ноутбуки. Затем, в таком же формате начали выпускать твердотельные SSD, таким образом, старые ноутбуки можно легко модернизировать, а производителям не пришлось разрабатывать что-то принципиально новое. Вследствие этого у жестких дисков и твердотельных SSD одинаковые разъемы питания и разъем подключения к материнской плате SATA. Также здесь стоит отметить, что преимущественно все SSD накопители формата 2,5 имеют алюминиевый корпус, который хорошо справляется с отводом тепла. На мой взгляд, интерфейс SATA уже устарел и не позволяет реализовать скоростные возможности SSD технологий. Также в таких больших габаритах современные накопители абсолютно не нуждаются.

Формат mSATA

По своей сути формат mSATA – это реализация формата 2,5, только без большого типового корпуса. Этот тип SSD накопителей изготовлен на небольшой плате, однако интерфейс передачи данных остался стандарта SATA.

Формат M.2

M.2 это уже современный формат накопителей, он имеет вид небольшой платы с чипами, которая напрямую подключается к материнской плате. Изначально эти накопители устанавливали только в ноутбуки, однако сейчас они широко применяются во всех компьютерах. Преимуществом такого решения является отсутствие различных проводов, а также нет необходимости заключать SSD накопитель в какой-либо специальный корпус. А вот к минусам такого формата можно отнести отсутствие радиатора охлаждения. Однако, при желании или необходимости радиатор всегда можно приобрести отдельно. На сегодняшний день выбор SSD накопителя формата M.2, на мой взгляд, является самым оптимальным решением. При покупке учтите, что эти накопители имеют разную маркировку, к примеру, 2280, 2260, 2230. По сути, это обозначение размеров накопителя, первые два числа никогда не меняются и обозначают ширину накопителя в миллиметрах, а вторые два отображают его длину.

Формат PCI Express

Накопители такого формата подключаются напрямую к материнской плате в слот PCI Express. Однозначным плюсом такого решения является наиболее высокая скорость передачи данных, благодаря использованию интерфейса PCIe x8. Такое решение достаточно дорогое и часто используется в серверных компьютерах, а также стоит учесть, что такого рода накопитель занимает много места в ПК и один слот PCI Express.

Что такое NVMe и в чем разница от SATA

В накопителях с форматом 2,5 и mSATA используется исключительно интерфейс SATA, также в накопителях PCI Express соответственно тоже используется только один интерфейс PCI Express. А вот в накопителях формата M.2 могут использоваться оба вышеупомянутых варианта, и здесь при выборе стоит отдавать предпочтение более быстрому PCIe.

SATA — это уже относительно старый интерфейс, который ограничен скоростью передачи данных до 600 Мбайт/сек. Для обычных жестких дисков такой скорости вполне хватает, а вот для современных чипов памяти это уже серьезное ограничение. Поэтому обратите внимание, что даже накопитель формата M.2, который использует для передачи данных интерфейс SATA, является не самым быстрым вариантом.

NVMe – это уже более современный протокол, который физически используется с разъемом M.2, но по факту для передачи данных использует шину PCIe, что позволяет значительно расширить скоростные характеристики накопителя.

Версии PCIe

Стоит выделить две версии PCIe 3.0 и PCIe 4.0 они в первую очередь отличаются скоростью передачи данных. Версия 4.0 превышает скорость передачи данных в два раза по сравнению с версией PCIe 3.0. И здесь вырисовывается следующая картина: как я и говорил выше, максимально возможная скорость для SATA III составляет всего 600 Мбайт/сек. При этом, один канал PCIe x1 обеспечивает скорость до 1,969 Гбайт/с. Таким образом, SSD накопитель формата M.2 использующий для передачи данных интерфейс PCIe x4 обеспечивает скорость почти 8 Гбайт/с, что более чем в тринадцать раз больше SATA III. А это уже действительно существенная разница.

Параметр IOPS

IOPS крайне важный параметр, который влияет на скорость. Здесь стоит отметить, что мы уже разобрались как интерфейсы влияют на скорость передачи данных. Однако, параметр IOPS отвечает за задержку, которая образуется при попадании и извлечении данных с накопителя. Если вспомнить, как работают HHD накопители, то станет более очевидно, откуда возникает задержка IOPS. В HDD устройствах, для того чтобы записать или прочитать данные, накопитель должен прокрутить диск на определенное место, что занимает промежуток времени. Чем выше этот параметр, тем лучше. К примеру, у HDD накопителей этот параметр измеряется в десятках и в сотнях, в SSD устройствах IOPS измеряется десятками, а в некоторых случаях сотнями тысяч.

Что такое SLC, MLC, TLC, QLC

Разница заключается в том, насколько плотно упаковывается информация в одну ячейку памяти. Таким образом, чем плотнее упаковывается информация, тем больше объем накопителя при относительно одинаковой конечной стоимости. Однако плотность упаковки данных может влиять на скорость накопителя в целом.

SLC – это достаточно дорогой тип памяти, и один из самых быстрых, в памяти этого типа один бит данных размещается на одной отдельно взятой ячейке памяти. Также стоит выделить высокую энергоэффективность данного типа памяти.

MLC – в памяти этого типа в одной ячейке можно разместить уже два бита данных, таким образом, увеличивается плотность упаковки данных и снижается условная стоимость 1 гигабайта памяти. Принято считать, что память этого типа уступает по скоростным характеристикам и ресурсу памяти типу SLC.

TLC – это своего рода ответвление от типов памяти MLC, за исключением того, что в память типа TLC можно упаковать до 3 бит данных в одну ячейку памяти. Современные технологические решения пытаются минимизировать недостатки такого типа памяти и обеспечить более высокую скорость. Плюсом такого решения, очевидно, является цена.

QLC – как уже, наверное, стало понятно, следующий тип памяти. Он позволяет разместить в одной ячейке уже 4 бита данных. Эта самый бюджетный вариант и, следовательно, имеет самые низкие скоростные характеристики.

Также иногда может применяться приставка 3D к таким типам памяти как TLC и QLC. Это связано с технологией производства чипов. Эта технология подразумевает размещение памяти слоями один на другой на одной плате.

Параметр TBW

Думаю, вы знаете, что количество раз записи информации на одну и ту же ячейку, ограничено. Таким образом, чем выше параметр TBW, тем больше информации можно записать на накопитель, а следовательно он дольше прослужит. Этот параметр крайне важен, особенно на серверных компьютерах, где информация очень часто перезаписывается. Производители обычно указывают параметр TBW в терабайтах. Как по мне, для домашнего использования хватит значения примерно 100 терабайт.

Функция S.M.A.R.T.

Это очень полезная функция, которая изначально разрабатывалась для HDD накопителей, но встречается и на SSD моделях. По сути – это программное обеспечение, которое предназначено для анализа состояния чипов памяти и оповещении в случае возникновения ошибок или возможного скорого выхода накопителя из строя. Таким образом, вы можете заранее отреагировать на возможную поломку.

Ниже оставлю несколько ссылок на неплохие варианты накопителей по одному на каждый формат.

Однако, если вам позволяет кошелек, можете обратить внимание и на более дорогие модели.

Вывод

Корпорация Intel на этой неделе представила новый форм-фактор для серверных твердотельных накопителей, который может стать стандартом для SSD будущего. Новый дизайн, называемый ruler (линейка, планка), базируется на разрабатываемой сегодня спецификации Enterprise & Datacenter Storage Form Factor (EDSFF) и предназначен для того, чтобы максимизировать ёмкость серверных накопителей и при этом обеспечить поддержку всех функциональных возможностей SSD корпоративного уровня. Так, Intel обещает, что уже в обозримом будущем мы увидим машины форм-фактора 1U, способные хранить 1 Пбайт данных.

Intel SSD серии DC P4500 в форм-факторе «линейка»

Для обеспечения совместимости между различными типами устройств хранения данных в ПК и серверах долгие годы твердотельные накопители (solid-state drives, SSDs) основывались на форм-факторах, изначально разработанных для жёстких дисков. Между тем форм-факторы 2,5" и 3,5" не всегда оптимальны для SSD с точки зрения плотности хранения данных, охлаждения и других аспектов. С целью предложить оптимальное конструктивное исполнение SSD для клиентских и некоторых серверных платформ несколько лет назад Intel представила форм-фактор M.2. Хотя накопители в форме модуля имеют много преимуществ, когда речь идет о плотности хранения данных, они не были предназначены для поддержки таких возможностей, как горячее подключение, а их охлаждение является ещё одной проблемой.

SSD в разных конструктивных исполнениях

Напротив, форм-фактор, пока именуемый линейкой или планкой, был разработан специально для серверных SSD и адаптирован к требованиям центров обработки данных. По словам Intel, линейный форм-фактор «обеспечивает максимальную ёмкость для сервера с минимальными потребностями в охлаждении и потреблении энергии». Что крайне важно, так это то, что будущий стандарт EDSFF расширяем как с точки зрения производительности интерфейса, так и с точки зрения потребляемой мощности, а также ёмкости и даже физических размеров.

Intel SSD серии DC P4500 в форм-факторе «линейка»

С технической точки зрения каждая планка SSD представляет собой длинный модуль с возможностью «горячей» замены, который может вмещать десятки микросхем флеш памяти или чипов 3D XPoint и, таким образом, обеспечивает ёмкость и уровни производительности, которые превосходят возможности модулей M.2.

Особенности SSD Intel в форм-факторе «линейка»

Линейные SSD первых поколений будут использовать коннектор SFF-TA-1002 (также известный как Gen-Z), поддерживающий интерфейсы PCI Express 3.1 x4 и x8 с максимальной теоретической пропускной способностью около 3,94 Гбайт/с и 7,88 Гбайт/с в обоих направлениях. Впоследствии, модули EDSFF могут получить интерфейс x16 со скоростью передачи данных 8 ГТрансферов/с, 16 ГТрансферов/с (PCIe Gen 4) или даже 25–32 ГТрансферов/с (PCIe Gen 5) на случай, если отрасли потребуются твердотельные накопители с пропускной способностью примерно в 50–63 Гбайт/с. В Intel говорят, что GenZ разъёмы уже готовы к скоростям PCIe Gen 5, но нет хостов для поддержки такого интерфейса. Впрочем, следует помнить, что мир не ограничивается протоколом PCI Express, а потому SSD c разъёмом смогут работать и с другими протоколами (например, UPI).

Ключевой особенностью нового форм-фактора (а также разрабатываемого стандарта EDSFF) является то, что он был разработан специально для серверных SSD и поэтому предлагает гораздо больше, чем стандарты для ПК. Например, на SSD-модуле EDSFF на базе PCIe 3.1 x4 имеются SMB-контакты для управления NVMe, дополнительные контакты для зарядки конденсаторов защиты от потери мощности отдельно от питания самого накопителя (что позволяет использовать недорогие пассивные объединительные платы без PCIe переключателей). Стандартные накопители EDSFF будут использовать напряжение питания +12 Вольт, при этом Intel ожидает, что наиболее производительные SSD-линейки будут потреблять 50 Ватт и более.

Преимущества нового форм-фактора

Серверы и объединительные платы, совместимые с EDSFF и SSD-линейками, будут несовместимы с твердотельными накопителями и жёсткими дисками в традиционных форм-факторах, а также с другими накопителями в ином конструктивном исполнении. Таким образом, в ближайшие годы мы увидим машины, совместимые исключительно с накопителями на основе энергонезависимой памяти. Сам EDSFF еще не оформлен как стандарт, однако рабочая группа по созданию спецификации уже включает в себя Dell, Lenovo, HPE и Samsung как учредителей, а также Micron и Western Digital как участников.

Преимущества нового форм-фактора

Стоит отметить, что Intel поставляла SSD в форм-факторе «линеек» на основе планарной MLC NAND флеш-памяти некоторым партнёрам среди крупных производителей серверов, а также владельцам огромных центров обработки данных уже около восьми месяцев. Хотя эти накопители не использовали все преимущества стандарта EDSFF (и будет удивительно, если они будут даже совместимы с окончательной спецификацией), они помогли членам рабочей группы и некоторым другим компаниями подготовиться к будущему. Более того, по результатам испытани некоторые из партнеров Intel даже внесли дополнительные требования к стандарту EDSFF, а другие рассматривают возможность использования форм-фактора для ускорителей на базе GPU и FPGA. Как видно, индустрия испытывает немалый интерес как к SSD в форм-факторе «линеек», так и к стандарту EDSFF вообще.

Intel SSD серии DC P4500 в форм-факторе «линейка»

Что касается коммерческих твердотельных накопителей-«линеек», то первыми из них станут SSD серии DC P4500 производства Intel, в которых используется память типа 3D NAND и контроллер корпоративного класса. Intel не раскрывает максимальную ёмкость «линейных» DC P4500, но логично предполагать, что она будет значительной. Со временем Intel также планирует представить твердотельные накопители Optane на базе 3D XPoint в том же конструктивном исполнении.

Читайте также: