SSDの寿命/耐久性のJEDEC(半導体技術協会)のガイドライン紹介


ana

ANANDTECHがSSDの耐久性を計るTBW(メーカが保障している最大書き込み量)のもととなるJEDEC(半導体技術協会)のガイドラインを記事にしている。これを紹介する。

“The Trush About SSD Data Retention” <— ソースとなる記事はこちら

TBWはトータル・バイト・ライトの略だと考えれば覚えやすい。TBWは次の試験により算出する。ひらべったく言うと、30度の室温で一年間保存できれば合格という意味だ。

【 JESD218A:SSDの耐久性試験】

分類 テスト時間 電源OFFでのデータ保持時間 FFR(故障率) 読み取りエラー率
クライアント(普通の使い方) 40° C
8時間稼動/日
30° C
1年
≤3% ≤10 -15
113テラバイトの読み取りで1ビット未満のエラー発生率
エンタープライズ(業務用) 55° C
24時間稼動/日
40° C
3ヶ月
≤3% ≤10 -16
1.1ピコバイトの読み取りで1ビット未満のエラー発生率

クライアントではTBWは気温30℃で1年間保管してデータが消えない品質で書き込める総量と総括できる。 JESD218Aの定める厳密な意味でのTBWは非常に厳しいものだと述べておく。

【JEDEC JESD218の原型となった温度による加速寿命ガイドライン】
データ保持ガイドライン

このガイドラインは元々はインテルが作成したものとのこと。JEDECのプレゼンに記載がある。
JEDEC文書

本サイトはJEDECがJESD218で採用した元となるこの表に従いテストする。
実際にはデータを書き、1年も放置できない。ワインではないからだ。ゆえに、書き込み時の温度と保管時間の温度から見なしテストとしているようだ。図中ミドリの箇所は下を見れば40つまりSSD使用時の温度、実際にはデータを書き込んだ時の温度を示している。左側は30つまり保管時の温度となる。

この図は40度で書き込んだSSDを55度の温度で保管する場合、2週間データを保持できれば合格という意味と判断する。

メーカのTBW値は推測なのだがこの表に従い作成していると思われる。

■落とし穴

室温とSSDの温度は違う。熱のこもりやすい筐体のSSDほど温度が高くなる。現在高負荷検査しているSSDで言うと室温25度でクルーシャルのBX200は実に50度になる。SanDiskのSSDプラスは40度で実に10度の温度差がある。これを上の表で言うならば、保管温度を55度の時、SanDiskは2週間となり、クルーシャルは5週間という事になる

この表を悪用するならば、SSD本体の温度を高めにすればTBWを2倍以上大きくできる可能性がある。テストの仕方次第でスコアが2倍の開きが出る可能性がある。

■恒温箱について

tanika

略式においてはヨーグルトメーカが使用できる。この写真はタニカ製で温度を65度まで設定できる。SSDを55度の温度で保管するにはうってつけだ。

本格的なものとなると、業務用の恒温箱、恒温器というものがある。

azuone

今回、最初、、購入を検討したのがこのモデル。残念ながら設定温度が45度までだったので見送った。上記で紹介したヨーグルトメーカがバッチリだったのでそちらを購入した。

 

■恒温箱について、その2

本サイトで実施している加速寿命装置の場合、こういう恒温箱は実は素直に使えない。恒温箱、英語だとわかりやすい。インキュベーションボックス(孵化箱)だ。

coolssd SSDの外気の温度を一定に保つのには便利だが外気に対してSSD内部温度が10度も20度も違うともういけない。恒温装置ではなく冷却装置が必要になる。

本サイトでやっている加速寿命テストは発熱対策の弱いSSDほどオーバーヒートしていく。廉価なSSDほどTBWが良くなるという問題が出る。NANDのフローティングゲートの酸化膜の負担だけ見れば高温は負担が少ないだろうが、SSDを構成するほかの電子機器には良い事はないだろう。

■現実的なTBWの検証方法

本サイトでは現在、加速寿命テストをしているが、次の手順が現実的だと判断している。

  1. 従来どうり、加速寿命テストをする。
  2. 一定量書き込みをしたならば55度の高温箱(ヨーグルトメーカ)に保管する。保管機関は書き込み時の温度から逆算する。書き込み時のSSDの実温度が40度ならば2週間。50度ならば5週間という風にする。