산업용 스토리지 선택

(출처:Hyperstone)

플래시 메모리 스토리지는 우리 주변의 거의 모든 전자 장치에 편재하는 구성 요소입니다. 구매 시 상품으로 간주될 수 있습니다. 그러나 산업용 장비에 필요한 경우는 현실과 거리가 멉니다. 유스케이스의 전체 그림을 알지 못하면 모든 메모리가 같다고 생각하고 순전히 기가바이트당 가격으로 결정하는 함정에 빠지기 쉽습니다. 많은 설계 엔지니어는 고품질 플래시 메모리와 저품질 플래시 메모리를 구별하는 데 어려움을 겪을 수 있습니다. 최신 플래시에 고용량이라고 해서 일반적으로 더 나은 안정성을 의미하지는 않습니다.

시스템 수준에 대한 또 다른 관찰은 플래시 메모리 컨트롤러가 메모리 자체를 선택하는 것만큼 중요하다는 것입니다. 컨트롤러와 플래시는 함께 시스템 품질을 정의합니다. 따라서 둘 다 전체로 간주되어야 합니다. 이 기사에서는 모든 형태의 메모리 하위 시스템, SSD 또는 USB 플래시 드라이브가 동일하게 생성되지 않는 이유와 엔지니어가 산업용 장비 설계를 위한 구매 결정을 내릴 때 고려해야 하는 몇 가지 중요한 요소를 조사할 것입니다.

온도

소비자 전자 제품의 경우 작동 온도가 약간 다를 수 있습니다. 그러나 대부분의 경우 예를 들어 주변 온도가 낮은 20°C에서 컴퓨터를 사용합니다. 일반적으로 가전제품의 경우 허용 온도 범위는 일반적으로 0°C에서 최대 40°C, 때로는 60°C까지입니다. 그러나 산업 영역 내에서 온도와 그 변화량은 더 극단적일 수 있습니다. 인용된 산업 온도 범위는 -40°C ~ +85°C입니다.

산업 응용 분야에 사용하도록 설계된 모든 구성 요소 및 모듈은 확장된 작동 온도 범위를 충족하지만 명시된 온도는 주변 환경에 대한 것임을 기억하는 것이 중요합니다. 내부적으로 접합부에서 온도는 훨씬 더 높을 것입니다. 예를 들어 125°C의 주변 온도에서 이러한 장치를 테스트하면 신뢰성에 대해 더 큰 확신을 가질 수 있습니다. 높은 주변 온도의 영향을 완화하기 위해 엔지니어는 작동 전력이 낮은 구성 요소를 선택하는 것을 목표로 해야 합니다. 이렇게 하면 내부 온도를 낮게 유지하고 시스템 수준에서 긍정적인 영향을 미칠 수 있습니다.

설계되지 않은 온도에서 플래시 메모리와 컨트롤러를 사용하려고 하면 모든 단계에서 잠재적인 오류가 발생할 수 있습니다. 실패는 산업 엔지니어들에게 인기 있는 용어가 아닙니다. 생산을 중단하고 다시 시작하는 것은 비용이 많이 드는 사건이 될 수 있습니다. 통제할 수 없는 방식으로 장비가 갑자기 고장나면 수리 비용이 많이 들고 가동 중지 시간이 추가로 발생할 수 있는 심각한 손상이 발생할 수 있습니다.

소매점에서 10달러에 32GB USB 플래시 드라이브를 구입하지 않고 30달러에 매우 비슷한 모양의 다른 드라이브를 구입하는 이유가 무엇인지 물을 수 있습니다. 우리는 이 질문에 더 자세히 답하려고 노력하겠지만 산업용 애플리케이션의 경우 모든 모듈이 더 까다로운 사용 사례를 염두에 두고 테스트되고 긴 수명 동안 지속적으로 높은 품질의 제품을 보장한다는 점을 이미 알고 계실 것입니다.

산업 등급의 신뢰성은 설계 제작에서 시작됩니다. .

메모리 시스템이 산업 온도를 견딜 수 있도록 설계되었는지 확인하는 것은 아마도 하드웨어의 기초에서 산업 품질로 시작하는 긴 설계 프로세스의 끝일 것입니다. 예를 들어 Hyperstone의 플래시 메모리 컨트롤러는 이미 지적 재산(IP) 블록 수준의 산업용 애플리케이션을 위해 설계되었습니다. IP 설계 접근 방식은 신뢰성 및 고장 안전 면에서 소비자 기기보다 훨씬 더 엄격합니다.

검증된 테스트 기술이 IP 스트레스 테스트에 적용됩니다. 이렇게 하면 클럭 및 타이밍과 같은 중요한 측면과 관련하여 설계에 안전 여유가 포함됩니다. 예를 들어 전압 강하 분석이 적용되어 산업 품질의 정의에 기여합니다.

온도가 주요 고려 사항 중 하나인 경우 하드웨어 타이밍과 같은 요소가 매우 중요합니다. 칩이 다양한 온도에서 안정적으로 작동하도록 하려면 설계 시간과 칩 면적이 필요합니다. 다년간의 경험을 통해 제품 기능과 내장된 안정성이 발전했습니다. 각각의 새로운 컨트롤러는 수년에 걸쳐 얻은 업계 사용 사례 지식과 애플리케이션별 지원을 계속 통합합니다.

펌웨어 개발은 ​​또 다른 중요한 요소입니다. 동일한 산업적 사고 방식으로 접근해야 하며 하드웨어 설계와 밀접하게 연결되어 병렬로 실행되어야 합니다. 플래시 컨트롤러에 사용되는 펌웨어는 유연성 측면에서 미래 대비 기능을 포함해야 합니다. 산업 시스템은 일반적으로 매우 까다로운 환경에서 10년 이상의 일반적인 작동 수명을 갖습니다. 펌웨어가 고도로 구조화된 방식으로 개발되도록 보장하는 개발 기술을 따르면 검증 중에 코드 적용 범위가 더 넓어집니다. 결과적으로 실행되는 하드웨어만큼 안정적인 고품질 펌웨어가 생성됩니다.

마지막으로, 테스트는 까다로운 산업 사용에 부합하는 시스템을 제공하는 기본적인 부분입니다. 온도 사이클링 외에도 갑작스러운 정전에 대한 테스트는 제품이 의도한 대로 작동하는지 검증하기 위한 집중 프레임워크의 일부입니다. 갑작스런 정전 테스트는 전력의 완전한 손실을 시뮬레이션합니다. 데이터 무결성을 유지하려면 시스템 전원을 다시 켤 때 데이터가 손실되지 않았는지 확인해야 합니다. 예를 들어 Hyperstone에서는 집중적인 전원 사이클링을 통해 각각의 신제품과 펌웨어를 테스트합니다.

플래시 메모리를 사용할 때 또 다른 중요한 고려 사항은 작동 온도에 크게 의존하는 데이터 보존입니다. 시간이 지남에 따라 플래시로 인해 데이터가 손실되고 주변 온도가 높을수록 데이터 손실률이 높아집니다. 장비가 활성 상태인지 여부에 관계없이 손실이 발생합니다. 온도가 중요한 고려 사항인 또 다른 이유입니다. 일반적으로 플래시 메모리의 데이터 보존 특성은 25°C에서 인용됩니다. 산업 환경에서는 장비가 60°C 정도를 경험하는 것을 보는 것이 매우 일반적이며 이는 데이터 보존에 지대한 영향을 미칩니다. 예를 들어, 메모리 시스템의 온도를 실온에서 60°C로 높이면 데이터 보존률이 20배까지 감소할 가능성이 높습니다. 많은 것 같습니다. 그것은 많은입니다. 데이터는 10년이 아닌 6개월 후에 손실될 수 있습니다. 컨트롤러에서 관리하는 새로 고침 기능과 플래시를 선택하면 데이터를 보호할 수 있습니다.

장기적인 제품 지원 보장

소수의 공급업체만이 실제로 장기적인 제품 지원을 제공합니다. 선택한 메모리 및 컨트롤러 공급업체는 초기 설계 개념에서 실제 제품에 이르기까지 모든 단계에서 귀하와 함께해야 합니다. 이 마지막 사항은 사용 수명이 소비자 제품의 경우 2년 또는 최대 5년이 아니라 10년 또는 20년이 될 수 있는 산업 응용 분야와 특히 관련이 있습니다. 예를 들어, Hyperstone의 장수에 대한 헌신은 2003년에 도입된 CF 카드 컨트롤러를 계속 지원함으로써 예시됩니다.

공급업체는 애플리케이션 요구 사항에 가장 적합한 설계를 위해 가능한 한 빨리 고객과 소통해야 합니다. 예를 들어 Hypestone에서 첫 번째 질문은 '사용 사례는 무엇입니까?'일 수 있습니다. 고객과 함께 Use Case Tracker와 같은 도구를 사용하여 애플리케이션이 스토리지 미디어에 액세스하고 스트레스를 받는 방식을 정확하게 평가할 수 있습니다. 액세스 패턴, 쓰기 및 읽기 속도, 펌웨어 최적화에 필요한 액세스 빈도와 같은 특정 매개변수를 결정할 수 있으며, 올바른 구성과 용량을 선택하여 안정성을 극대화하고 비용을 최적화할 수 있습니다.

나중에 제품 서비스 수명 동안 컨트롤러 공급업체만 분석할 수 있는 문제가 발생할 수 있습니다. 컨트롤러 및 펌웨어 아키텍처에 통합된 디버깅 인터페이스 및 프로토콜 기능은 Hyperstone과 같은 공급업체가 오류가 발생할 경우 이를 분석하는 데 도움이 됩니다. 99.9%의 경우에 발생한 상황을 확인하고 다시 발생하지 않도록 조치를 취합니다. 소비자용 플래시 컨트롤러로 시도해 보세요!

결론

산업 환경의 엄격한 요구 사항을 충족해야 하는 플래시 저장 매체를 고려할 때 엔지니어는 온도, 산업 수준의 테스트, 평생 지원 및 장기 가용성에 특히 주의를 기울일 수 있습니다. 구성을 시스템과 함께 사용 사례에 맞추면 비용과 골칫거리를 줄일 수 있습니다. 그렇지 않으면 응용 프로그램에 맞지 않는 훌륭한 솔루션을 얻게 될 수 있습니다.