Wai Kiong Poon, Molex
במקביל לעלייה בכוח המחשוב ובמהירות, כונני התקני אחסון במצב מוצק (solid-state storage device) – SSD רושמים הישגים בשוק לעומת הכוננים בעלי דיסק קשיח (hard disk drives – HDD). שיפורים טכנולוגיים, הכוללים התקדמויות במחברים, סייעו לפצות על רבים מהחסרונות בעלות ובנפח הכרוכים בגרסאות המוקדמות של ה- SSD. טכנולוגיית המחברים הייתה גם חייבת להתמודד עם התמיכה בביצועים גבוהים בשעה שיותר ויותר מהנדסי תכנון פונים ל- SSD לצורכי השגת ביצועים משופרים.
המחברים מגשרים על הפער בתכנון המעגלים על-ידי כך שמאפשרים לזרם לעבור ללא הפרעות דרך המעגל לשם ביצוע המשימה היועדת שלו. כדי לאפשר למחברים למלא אחר דרישות הביצועים המכניים והחשמליים של ה- SSD ושל תעשיית תקשורת הנתונים, נדרשו המשגה (conceptualization) ואסטרטגיות תכנון ברמה גבוהה. חידושים במחברים ועקרונות הנדסיים בריאים יכולים לא רק לגרום לתכנון חכם יותר, אלא גם להבטיח שפתרונות החיבורים ההדדיים של ה- SSD מספקים ביצועים מרביים כמו גם בטיחות ואמינות לטווח ארוך של המעגלים האלקטרוניים.
הופעת ה- Micro SAS
ההופעה של כוננים 1.8” הביאה לפיתוח של חיבור הדדי קטן-ממדים בעל מרווח הביצועים הדרוש כדי למלא אחר הצרכים של החיבורים ההדדיים הקריטיים-למשימה בעלי אחסון-משותף במשך השנים הבאות. מחברי Micro SAS מהווים פיתרון טורי מהיר בעל ה- O/I הקטן ביותר, בן הדור הבא, עבור כונני, 1.8” המאפשרים קצבי נתונים מהירים של עד 6Gbps.
ארכיטקטורת ה- Micro SAS כוללת ערכת פיקוד SCSI מוכחת, העמדה בתור (queuing) מתקדמת של הפיקוד ואימות/תיקון שגיאות מתקדם. Micro SAS הוא גם הפיתרון הקומפקטי האידיאלי עבור יישומי SAS מהירים בעלי רוחב-פס גבוה. בנוסף, מחברי Micro SAS עונים למפרט SFF-8486, המגדיר את הממשק הפיסי ואת דרישות הביצועים הכלליות עבור מחברי Micro SAS המשמשים ביישומי חיבורים-הדדיים טוריים מהירים הכוללים, אך לא מוגבלים, לכונני SSD.
שורה כפולה לשם צפיפות וביצועים מוגברים
שקע SATA/SAS בעל שורה כפולה וזווית ישרה אחסון במצב מוצק – מבט על המחבר
מחברי micro SATA/SAS בעלי שורה כפולה וזווית ישרה משמשים לכונני 1.8” לשם הגדלת הצפיפות והשגת ביצועים חשמליים מספיקים. מספר תכונות נוספות מוסיפות לביצועי מחברי ה- SATA/SAS, הכוללות מישור הארקה משותף, פיני סיומת ממודרגים (staggered) וחיבורי סיומת לשם ביצועים משופרים.
היתרונות של השורה הכפולה כוללים צפיפות כונן מוגדלת על-ידי שילוב של שני כוננים 1.8”. הכוננים בעלי שורה כפולה של Molex מספקים ביצועים חשמליים הרבה יותר טובים בהשוואה לתכנון המקובל. הוספת סיומת מהסוג המוטבע (stamped) פועלת כהארקה משותפת בין הזוגות הדיפרנציאליים המתוכננים כדי להקטין את הצימוד ביניהם. פין הארקה-משותפת זה משמש לחיבור שני השקעים – במפלס העליון והתחתון, כמתואר להלן. פין ההארקה המשותפת נחוץ לשם ביצועים חשמליים מהירים ופועל כמשטח גדול המסכך את הצימוד בין שני הזוגות הדיפרנציאליים המהירים. איטרציות חוזרות ממזערות את התסדיר הקבוע. דבר זה מסייע לקביעת התכנון המיטבי של מסופי המחבר בעל השורה הכפולה.
כדי לבצע את המשימה נכון וגם להבטיח אמינות וביצועים חשמליים ממוטבים לאורך זמן, הביצועים החשמליים של המחבר צריכים למלא או לעבור על הרמה בה פועל כונן דיסקים. התקדמויות חדשות במאפייני המחברים כוללות צימוד מופחת בין הזוגות הדיפרנציאליים ושיפורים בצימוד בתוך הזוגות הדיפרנציאליים כדי לשפר את ההעברה, את שלימות האות ואת הביצועים החשמליים.
מחברי SSD המשמשים בכונני 1.8” שונים במידה מסוימת ממחברים עבור כונני 2.5”/3.5”. למחבר הכונן 1.8” מספר קטן יותר של פינים, 25 בהשוואה לסך ה-29 פינים המשמש בכונני 2.5”/3.5”. ההבדל הגדול מתבטא במקטע ההספק. ל- 2.5”/3.5” 15 פינים במקטע ההספק, בהשוואה ל- 9 פינים במקטע ההספק של כונן ה-1.8”. כונני SSD קטנים יותר אינם דורשים 12 וולט, כך שיש להם דרישה למתח נמוך יותר, ולכן מספר הפינים הנמוך יותר.
ההדמיות מקלות
תכנון הסיומת - חוזק הכפיפה אחסון במצב מוצק - מבט על המחבר
על עיוות המחבר
בכונני מצב מוצק ובכל היישומים, עיוות (warping) המחבר הוא בעיה משותפת.
מבצעים הדמיות במהלך תכנון מחבר ה- SSD כדי להנמיך את מקרי העיוות כאשר גם חומר המחבר עשוי להקל על העיוות. לחומרי תבנית (mold compounds)שונים יהיו תכונות מכניות ותרמיות שונות, כך שחומרי התבנית מתנהגים שונה עבור כל תכנון. חשוב לבחור חומר תבנית בעל ביצועים ממוטבים, עם עיוות מזערי.
כאשר חומר התבנית מוזרק לתוך חללי התבנית של המחבר, הזרימה יוצרת צורת מילוי המסגירה באם התכנון והכלים של המחבר הם נכונים. המטרה של ניתוח מפורט של צורת המילוי היא כפולה: 1) למזער כל מאמצים שיוריים שעלולים להיגרם על-ידי הזרקה וקירור של חומר התבנית לתוך חללי התבנית; ו- 2) למנוע תבניות קצרות העלולות להיווצר אם המילוי לא ממוטב, דבר אשר יצביע על כך שחלק מהמחבר לא עוצב כראוי.
יתרונות ה-OEMs מטכנולוגיית המחברים
מחבר חייב להבטיח שהמתכנן יוכל לנצל את התפעול המלא של כונן ה- SSD. מהירות, חום, כלילות הנתונים, כלילות ההספק ומספר רב של סוגיות יישום משפיעים על תכנון ובחירת המחבר SSD. רכישת הבנה ברורה של כל הדרישות בשלב המוקדם של התכנון ולפני הגדרת רכיבי החיבור ההדדי עשויה לסייע לקבלת החלטות נכונות ולמנוע טעויות יקרות.
תכנון והנדסת חיבורם הדדיים איכותיים מאפשרים ליצרני הציוד וההתקנים האלקטרוניים למטב את הביצועים, האמינות והבטיחות של מוצריהם – וכתוצאה ליצור מכירות מוגברות ושביעות רצון הלקוח משופרת. ספקי מחברים מובילים יעבדו בצמוד ל- OEMs וצוותי התכנון שלהם כדי להתאים את בחירת המחברים ליישום הספציפי תוך ביסוסו על בדיקות מדעיות וניתוח ביצועים בתנאי יישום של העולם הממשי. OEMs נהנים כיום מפיתוחים טכנולוגיים אלה ואחרים כמו גם מההתקדמות בטכנולוגיית המחברים המסייעת לקדם את תעשיית האחסון במצב מוצק.
