各種電子機器において、HDD を代替・補完するストレージデバイスとして、SSD（ソリッドステートドライブ）の 導入が急速に進んでいます。SSD の性能を左右するのは搭載されるメモリコントローラ IC です。TDK の新製品 “1 パッケージ SSD eSSD シリーズ ” は、マルチチップパッケージ技術により、SLC（2 値）NAND フラッシュ メモリと先進のメモリコントローラ IC“GBDriver RS3” を BGA（Ball Grid Array）型で 1 パッケージ化した SATA ストレージ IC。モジュールコネクタなしにマザーボードに直付けできるため、大幅な省スペース化および実装 コストの低減が可能。モバイル機器をはじめ、3D テレビや BD プレーヤ / レコーダ、デジタルカメラ、カムコーダ などの AV 機器、多機能プリンタや金融 /ATM/ キオスク端末をはじめとする組み込み機器向けなど、幅広い分野で の応用を可能にします。市場ニーズに応えた 1 パッケージ化の達成により、SSD ソリューションは新たな時代を迎 えようとしています。
SSDソリューションの新たな進化ステージ
eSSD
(embedded-SSD)
シリーズ
□生成デジタル情報量と使用可能なストレージ容量 □各種ストレージの特性のおよその比較（製品レベル） □ストレージシステムの階層化 生成デジタル情報量 ストレージ可能容量 フラッシュメモリ 磁気テープ 光ディスク HDD 2007年頃から生成デジタル情報 量が、使用可能なストレージ容 量を上回るようになったと推算さ れている。 高 速 ・ 低 消 費 電 力 の SSDを最上層に据える 階層化により、ストレー ジ全体の高速化・効率 化・省電力化が図れる。 情報量（エ クサバイト＝10 18Bytes） アクセス速度（ナノ秒） 3000 2500 2000 1500 1000 500 104 103 102 10 1 1M 1G 1T 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013（年） 0 メモリ容量 光ディスク HDD SRAM 不揮発性メモリ 揮発性メモリ SDD SDD 高速HDD 中・低速HDD 磁気テープ・光ディスク DRAM 処理速度 デジタル化やインターネット、クラウドコンピュー ティングなどの普及により、日々生成される情報量は加 速度的に増大し、2007 年に使用可能なストレージ総容 量を上回って以来、そのギャップはますます広がってい ます。 ストレージ総容量の8 割近くはHDD によって担われ ていますが、近年、SSD の伸びが目立っています。SSD はビット単価ではHDD よりも高いものの、高速アクセ スと低発熱が特長で消費電力の削減に効果的です。そこ でデータセンターなどでは、HDD を主体としながらも、 アクセス頻度が高いアクティブなデータはSSD、デー タの書き換えがほとんどないアーカイブ用としては磁 気テープや光ディスクを利用するなど、ストレージシス テムを階層化することで、増大する情報量への対応を進 めています。SSD とHDD がそれぞれの持ち味を生かし て、すみ分け・連携するのがクラウドコンピューティン グ時代のストレージシステム。階層化されたストレージ の最上層にSSD を据えることで、導入コストや冷却費 用も含めたランニングコストの大幅削減など、システム 全体の効率化ももたらします。 また、電子機器の多機能化・高性能化に伴い、近年は AV 機器やデジタル家電、カーナビゲーションシステム などにおいても、SSD が搭載されるようになりました。 小型軽量で耐衝撃性にもすぐれ、HDD とくらべて低消 費電力であるSSD は、モバイル機器においても最適な ストレージデバイスとなっています。
SSDとHDDがすみ分け・連携するクラウド時代のストレージシステム
□TDKのメモリコントローラIC GBDriver の進化 □ GBDriver シリーズのアクセス速度比較 （256セクタ連続書き込み／読み出し速度比較、PC上でHD Benchにて測定） Year 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 NAND デザインルール NAND ブロック サイズ GBDriver 構成 容量 GBDriver ECC能力 NAND Endurance NAND Retention SLC Bus ATA RA4 RB4 RA7 RS1 RA8 RS2 RS3 RA6 SATA CF SSD MLC 250nm 128kByte
256kByte 512kByte 1MByte 256kByte 512kByte 160nm 130nm
〜2GB
2bit 4bit 8bit 15bit 44bit 〜8GB 〜16GB 〜64GB 〜128GB 〜4GB 〜8GB 〜16GB 〜32GB 90nm 6x nm 5x nm 4x nm 3x nm 2x nm 1x nm 16kByte 30万回 10年 10万回 5万回 SA SA2 RA RA2 RA3
XR RA6 RA7 RA8 RA4 RS1 RS2 RS3 0 50 100 150 200（MB/s） 先進のGBDriver RS3では、 Read: 200MB/s Write: 90MB/s の高速アクセスを実現。 ※ HDD Testerにて測定 Write Read
メモリコントローラICとフラッシュメモリを1パッケージ化
SSD はもともと2.5 インチHDD の互換ストレージ として開発されたデバイスで、NAND 型フラッシュメ モリとメモリコントローラIC などで構成され、インタ フェースを通じてコンピュータなどのホストとの通信 を実行します。 SSD の書き換え速度や寿命、信頼性などに大きく関 わるのはメモリコントローラIC です。メモリコントロー ラIC がSSD の頭脳であり心臓部といわれる理由もここ にあります。独自開発のアルゴリズムが実現する高信頼 性により、業界から高い評価を得ているのが、TDK のメ モリコントローラIC“GBDriver” シリーズ。2001 年に 販売開始したSA シリーズを皮切りに、PATA（IDE）、 SATA、汎用メモリバス対応など、各種インタフェース に対応した製品を開発、産業用途や組み込み機器用途向 けを中心に、累積出荷数は5000 万個以上にも及ぶ高性 能・高信頼性のメモリコントローラIC です。 GBDriver を搭載したTDK のSSD の小型化も進行 しています。2.5 インチタイプ、ハーフスリムタイプに続 き、TDK がこのほど新開発したのが“1 パッケージSSD eSSD シリーズ”。高速・高信頼性を誇る先進メモリコン トローラIC“GBDriver RS3” とSLC（2 値）NAND 型 フラッシュメモリを1 パッケージ化した小型オンボード タイプのSATA ストレージIC。モバイル機器やデジタル 家電、組み込み機器向けなど、SSD の応用可能性を大き く広げます。□1パッケージSSD eSSDシリーズ 搭載の GBDriver RS3 の主な機能
《高信頼性と長寿命を実現する各種機能》
□1パッケージSSD eSSDシリーズ の主な応用分野
1パッケージSSD eSSDシリーズ
マザーボードに直付けできる
BGA(Ball Grid Array)パッケージ インタフェースＳＡＴＡ2
はんだボール フラッシュメモリ 1パッケージ化により、SSDのアプリケーションがさらに拡大 全領域スタティック・ウェアレベリング機能 メモリコントローラIC “GBDriver RS3” RAM CPU Application フラッシュメモリの全領域(全ブロック)について、書き換え(消去)回数 をカウントしつつ、メモリブロックの均等な置き換えを実行。 データランダマイズ機能 同一データが連続しないように、データパターンランダムに配置・記 録することで、自動的に書き込み時のエラーを発生しにくくする機能。 リードリトライ(再読み出し)機能(オプション) エラー訂正回数を減らすことで、書き換え回数を低減。データの信頼 性を維持しながらSSDの長寿命化を実現。 オートリフレッシュ機能 システムからアクセスのない場合に、自動的に内部データを更新し、 正しいデータに戻す機能。 セキュリティ機能 パスワードロック機能、AES128Bit暗号化機能(CBCモード)、データ 完全消去機能(Trimコマンド対応)など、万全のセキュリティ機能。 寿命診断ソフト“TDK SMART” TDKホームページで公開している寿命診断ソフト“TDK SMART”によ り、SSD寿命の“見える化”を実現。 ¥ ¥ 【FA/計測】 NC工作機械、半導 体製造装置、シーケ 【鉄道】 【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 【流通】 POS端末、キヨスク端末、 【アミューズメント】 アーケードゲーム機 など 【AV機器、モバイル機器】 デジタルテレビ、BDプレーヤ／レコーダ、 デジタルカメラ、カムコーダなど 【OA】 多機能プリンタ、電子黒板、 業務用プロジェクタなど 【自動車】 カーナビ、ドライブレコーダ、 デジタルタコグラフなど 【防犯・セキュリテイ】 防犯・防災機器、監視カメラシステム、 デジタルサイネージ(電子看板)、 セキュリティ認証システムなど
高信頼性と長寿命化を実現する各種機能を搭載
HDD のようにメカニックな機構をもたないとはい え、SSD には長寿命化を阻む根本的な弱点があります。 それはフラッシュメモリの書き換え回数には制限があ ることです。書き換えが特定のブロックに集中すると、 メモリ素子の酸化膜が傷つき、ついには書き込み不能と なってしまうのです。そこで、専用のアルゴリズムによ り、各メモリブロックの書き換え（消去）回数を均等化 することにより、メモリ素子の劣化度合いを平準化しま す。これがウェアレベリング技術です。 TDK のeSSD シリーズに搭載されているメモリコ ン ト ロ ー ラIC“GBDriver RS3” で は、“TDK Smart Swap” と名づけた先進のグローバルスタティックウェ アレべリングを採用しています。これはTDK 独自アル ゴリズムにより、全領域（全ブロック）について、書き換 え（消去）回数をカウントしつつ、メモリブロックの均 等な置き換えを実行する機能です。また、フラッシュメ モリはデータ書き込み中に、電源遮断や瞬間的な停電が 起きると、書き込もうとしたデータばかりでなく、以前 の保存データも消失してしまうという危険性がありま す。こうした巻き添えデータエラーに対しても、TDK 独 自アルゴリズムによって、その発生リスクを極小化する 機能を備えています。さらには、データの改ざん、漏洩、 不正コピーなどに対する万全のセキュリティ機能、SSD 寿命を“ 見える化” する SMART コマンドなど、さまざ まな機能が満載されています。 先進のメモリコントローラIC“GBDriver RS3” を 搭載したeSSD シリーズは、SSD を新たな進化ステー ジに押し上げたフラッシュストレージIC。マザーボード に直付けできるBGA 型の1 パッケージとしたことで、 SSD の応用範囲は、モバイル機器やAV 機器、産業機器 や組み込み機器向けなど、多種多様な分野でのSSD ソ リューションに貢献します。□ 主な特長
□ 仕様
高速・高耐久SLC（2値）NANDフラッシュメモリと自社開発メモリコントローラIC
“GBDriver RS3”を1パッケージ化、SATAインタフェースに直結できるフラッシュス
トレージIC17mm×17mm 208-ball BGAパッケージで1∼4GByteを実現
SATA Rev.2.6 Gen1:1.5Gbps/Gen2:3.0Gbps対応、Read 55MB/s、Write
30MB/sの高速アクセスを実現
15bit/sector ECC（BCH）搭載
電断瞬停時の巻き添えデータエラーをコントローラアルゴリズムにより極小化
TDK全領域スタティックウェアレベリング機能（TDK Smart Swap）搭載、書き換え
寿命を大幅に向上
データランダマイザ機能搭載、データエラー発生リスクを大幅に低減
オートリフレッシュ機能搭載、自動データ復旧により高いデータ信頼性を実現
NCQ（Native Command Queuing）対応
SMARTコマンド対応により、メモリ寿命診断が可能
専任FAEによる技術サポート対応。また、本製品の評価ボードとして、mSATAおよび
mSATA-SATA変換ボードも準備しております。
1□ 主な用途
アミューズメント機器やゲーム機向け。3DテレビやスマートTV、BDプレーヤ/レコー
ダ、デジタルカメラ、カムコーダなどのAV機器向け。多機能プリンタ(MFP)、金融/ATM/
キヨスク端末、デジタルサイネージ、セキュリティ認証システムなどの組み込み機器向け。
2 3 4 5 6 7 8 9 10 mSATAボード mSATA-SATA 変換ボード B A INDEX MARK ZD ZE 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 H G F E D C B A T R P N M L K J A w S INDEX MARK D E B w S 4 208-φb S S yl // S y M SAB e A1 A φχ DIMENSIONS 17.0 17.0 0.08 1.60±0.10 0.40±0.05 1.00 0.50±0.05 0.08 0.12 0.10 0.08 1.00 （UNIT:mm） ITEM D E W A A1 b x y y1 v ZD eSerial ATA Standard Rev.2.6 Gen1: 1.5Gbps/Gen2: 3.0Gbps Controller I/O 3.0 to 3.6V Controller Core 0.9 to 1.1V Flash Memory 3.0 to 3.6V 30MHz Operating 0 to 70℃ Storage -65 to 150℃ Host I/F Power supply System clock Temperature ranges
