CES 2020

Enmotus MiDrive: SSD nutzt primär SLC- und sekundär QLC-Speicher

Michael Günsch 63 Kommentare
Enmotus MiDrive: SSD nutzt primär SLC- und sekundär QLC-Speicher
Bild: Enmotus

Enmotus, die Firma hinter dem AMD FuzeDrive, hat in Kooperation mit Controller-Hersteller Phison ein ungewöhnliches SSD-Konzept vorgestellt. Beim MiDrive wird haltbarer und schneller SLC-NAND-Speicher mit günstigem QLC-NAND kombiniert. SLC dient bei der M.2-SSD nicht nur als kleiner Cache, sondern als „primärer Datenspeicher“.

Nachtrag: Anders als vermutet, nutzt das MiDrive keinen dedizierten SLC-NAND, sondern betreibt einen Anteil des QLC-NAND im SLC-Modus. Mehr dazu im Update am Ende der Meldung.

SLC-NAND mit einem Bit pro Speicherzelle (Single-Level Cell) ist in puncto Leistung und Haltbarkeit MLC-Lösungen (Multi-Level Cell) mit mehreren Bit überlegen. Da die Speicherdichte aber geringer ausfällt und die Kosten pro Bit entsprechend hoch sind, ist der Einsatz von SLC-NAND als primärer Datenspeicher selten geworden. Inzwischen bestimmen SSDs mit TLC-NAND (Triple-Level Cell) den Markt. Produkte mit QLC-NAND (Quadruple-Level Cell) mit vier Bit pro Speicherzelle, aber der potenziell niedrigsten Haltbarkeit, kommen allmählich hinzu.

Die Komplexität von QLC-NAND macht den Schreibvorgang langsam, weshalb bei QLC-SSDs (wie auch schon bei TLC-NAND) ein Teil des Speichers im schnelleren SLC-Modus (Pseudo-SLC-Cache) betrieben wird, der als Zwischenspeicher dient. Daten werden dort temporär abgelegt, um Aufgaben schneller zu erledigen, und erst im Anschluss in Ruhephasen dauerhaft im QLC-Modus gesichert.

MiDrive: M.2-NVMe-SSD mit SLC- und QLC-Speicher

Beim MiDrive verfolgt Enmotus einen anderen Ansatz. Dort wird kein Pseudo-SLC-Cache genutzt, stattdessen kommt „echter“ SLC-NAND-Flash als primärer Datenspeicher für aktiv genutzte Daten zum Einsatz, so das Unternehmen in der Ankündigung zur CES. Im parallel zur Verfügung stehenden QLC-NAND der SSD sollen hingegen nur selten genutzte Daten unterkommen. Welche Daten auf welchem Speichertyp landen, bestimmt eine Software. Der Name MiDrive ist an den Begriff „Machine Intelligence“ angelehnt.

Mit technischen Details zum Produkt hält sich Enmotus aber noch bedeckt. Zumindest ist laut der Website zum MiDrive eine M.2-SSD mit 1 TB Speicherkapazität und PCIe/NVMe-Support unter der Modellnummer P200HEQM geplant. Unklar bleibt aber, wie hoch der Anteil von SLC- respektive QLC-NAND ausfällt. Die Redaktion hat den Hersteller um mehr Informationen gebeten und wird diese gegebenenfalls nachreichen. OEMs sollen bereits mit Samples des MiDrive bedacht werden.

Die Kombination aus schnellem und haltbarem Speicher mit günstigem QLC-NAND auf einer SSD ist grundsätzlich nicht neu, nur hier anders umgesetzt. Intel kombiniert zum Beispiel beim Optane Memory H10 bis zu 1 TB QLC-NAND mit 32 GB 3D-XPoint-Speicher. Bei dieser Lösung dient der schnellere Speicher aber nur als Cache.

Enmotus and Phison Electronics are jointly demonstrating Enmotus’ performance enhancing MiDrive™ SSD technology. By blending static SLC for primary storage, with cost effective QLC NAND on the same consumer NVMe device, MiDrive SSDs deliver the performance of high end SSDs while allowing OEMs to meet the price points and capacities demanded by users. Unlike current QLC implementations that utilize a portion of the QLC to mimic an SLC cache, Enmotus’ Machine Intelligence technology keeps your active data/games in the true SLC and stores infrequently used data on the QLC - automatically. In addition to performance and cost benefits, MiDrive increases SSD endurance by minimizing the write amplification associated with caching, which allows cost effective QLC to be deployed in volume notebook applications. MiDrive NVMe SSDs are currently sampling to OEMs.

Update 14.01.2020 11:30 Uhr

Auf Nachfrage der Redaktion hat Enmotus weitere Informationen zum MiDrive preisgegeben. Anders als zunächst angenommen, wird kein dedizierter SLC-NAND-Flash genutzt. Stattdessen wird ein fester Teil des QLC-NAND im SLC-Modus angesprochen, wie es bei SSDs mit einem statischen SLC-Cache der Fall ist. Die Größe des SLC-Speicherpools soll 32 GB, 64 GB oder 128 GB betragen.

Ein spezieller NVMe-Treiber verwalte den SLC- und QLC-Anteil und sorge dafür, dass bei hohem Schreibaufkommen die Daten im haltbareren SLC-Teil landen, für den Enmotus 30.000 Löschzyklen nennt, während der QLC nur etwa 1.000 P/E-Zyklen (Program/Erase) überdauern soll.

Enmotus MiDrive SSD im Schema
Enmotus MiDrive SSD im Schema (Bild: Enmotus)

Das MiDrive basiere auf einer Standard-QLC-SSD-Plattform mit nicht näher spezifiziertem Controller von Phison, der PCIe 3 oder PCIe 4 mit je vier Lanes sowie bis zu 2 TB QLC-NAND unterstütze. Für das Zusammenspiel mit dem NVMe-Driver von Enmotus sei zudem die SSD-Firmware angepasst worden. Weitere Software werde nicht benötigt.

Nach eigenen Angaben möchte Enmotus mit dem MiDrive den Einsatz von QLC-basierten SSDs für PC-OEMs attraktiver machen, die bisher wenig Vertrauen in die Technik aufgrund der potenziell geringen Haltbarkeit gesetzt hätten. Folglich sucht Enmotus auch im Bereich der PC-Hersteller nach Abnehmern. Doch gebe es auch Pläne für Partnerschaften im Retail-Sektor.

The MiDrive NVMe driver directly accesses the two sections individually and remaps heavy write traffic to the SLC portion. In everyday workloads, it has been demonstrated that the QLC section is hardly written to over many days or weeks which dramatically enhances the effective life of the SSD.