Здравствуй, Geektimes! Многие пользователи твердотельных накопителей довольно часто задаются вопросом: а как и где, фактически, создают SSD? Как сложен данный технологический процесс? И в случае если неспециализированные правила сборки некоторым известны, посмотреть «за кулисы» производства по силам далеко не каждому.

Сейчас мы поведаем вам, как создаются SSD, и совершим маленькую экскурсию на завод OCZ на Тайване.
Смотрите кроме этого: Intel воображает SSD-накопители количеством 10 ТераБайт

В начале прошлого года компании Intel и Micron представили разработку 3D NAND, разрешающую создавать SSD-накопители стандарта M.2 PCIe количеством до 3,5 ТераБайт и 2,5-дюймовые твердотельные накопители количеством 10 ТераБайт. Сейчас Intel наконец представила накопитель, изготовленный по упомянутой выше разработке. Необходимо подчеркнуть, что Samsung и Toshiba уже применяют 3D NAND для производства SSD-дисков, но накопители на 10 ТераБайт до тех пор пока никто из них не готов был представить рынку.

До этого самый ёмкий SSD-диск от Intel был на 4 ТераБайт.

Перед вами — железный кремний. Именно он лежит в базе производства чипов, а также комплектующих для твердотельных накопителей. на данный момент его довольно часто изготавливают карботермическим методом, что запатентован русскими учеными, применяя в ходе рудотермические печи. Тонна для того чтобы хороша стоит от двух до трех тысяч евро.

В огромных печах на фабриках приобретают железный кремний, чистота которого образовывает от 98,5 %, и кремниевую пыль. Последнюю используют, в большинстве случаев, в строительных смесях, так что она нас мало интересует.Технический кремний получается методом восстановления коксом расплава SiO2, температура наряду с этим достигает 1800 градусов Цельсия.

Так изготавливается кремний с чистотой 99,9 %, где другое — металлы и углерод.Но для производства электронных компонентов нам нужен так называемый электронный кремний, «чистейший бриллиант» среди кремния. Технический кремний хлорируют и приобретают трихлорсилан (SiHCl3).

По окончании его очистки на выходе имеем электронный кремний, в котором концентрация примесей мала — в большинстве случаев, 0,0000001 %. Электронный кремний переплавляют в монокристаллы, каковые потом и режут на пластины алмазной пилой. Вот как выглядит один таковой монокристалл, вес которого может быть около одного центнера, в противном случае и больше.Схематично нарезка выглядит так, выпивала, поверьте, весьма острая:Затем пластины полируют и делают ровными, дабы они прям сверкали в буквальном смысле.

Но не будем глубоко вдаваться в тонкости производства, тем более, что на описание всех процессов нам просто не хватит чернил. Дабы показать все это на деле, лучше взглянуть на производство собственными глазами. На заводе OCZ.Вступление и сущность производственного процесса SSDПока отечественный «самолет» не приземлился на Тайване, давайте вначале посмотрим, как выстроен процесс производства твердотельных накопителей в OCZ.

Перед тем, как диск окажется на фабрике для сборки, его проектируют, утверждают дизайн, тестируют, создают множество концептов. На схеме ниже наглядно представлены главные этапы проектирования технологической части.Как и при с любым продуктом, разработка SSD начинается с идеи, которая не обязательно может воображать собой создание совсем новой модели накопителя.

Это возможно обновление существующей линейки с новой NAND, ее пополнение версией большей емкости, второй форм-фактор, новое ПО и без того потом. На нулевом этапе мысль готова стать концептом, ее стоит лишь «подтолкнуть» в верном направлении. В этом окажет помощь документ, что в большинстве случаев складывается из 1-2 страниц, где содержится краткое описание продукта и цель его создания.Когда концепт устоялся, маркетинговая и инженерная команды объединяют упрочнения.

Обе они крайне важны, потому, что накопитель обязан не только продаваться, но и быть надежным и современным, объединяя в себе последние успехи в отрасли. Работа занимает около 20 дней и заканчивается формированием описания и требований совокупности. В случае если последнее сформулировать не получается, продукт возвращается на стадию концепта.На второй стадии OCZ планирует и выделяет ресурсы на проект, лишь затем начинается работа над его воплощением.

Два серьёзных документа, каковые для этого нужны — инженерное заключение и маркетинговые требования. По большому счету, второй этап есть одним из самых ответственных, потому, что требует от команд слаженных проработки и действий всех тонкостей и аспектов, включая бюджет. От бюджета и проектного плана зависит, куда компания направит собственные много тысяч (в противном случае и миллионы) американских долларов, так что просчета тут быть не имеет возможности.

Вторая фаза зависит как от продукта, так и от команд, каковые над ним трудятся: в большинстве случаев она занимает от одного до трех месяцев (последнее — при разработки совсем нового накопителя).В случае если бюджет на проект выделен, OCZ переходит к третьей фазе, где большинство работы инженеров уже сделана. Основная цель — создать первый рабочий прототип, дабы его возможно было протестировать.

В то время, как инженеры заняты собственной работой, остальные команды делают личные задачи и подготавливают все для изготовления опытных образцов (на этом этапе отбираются поставщики, разрабатываются маркетинговые материалы и предварительные спецификации). воплощения этапа и Длина разработки в значительной мере зависит от продукта, но кроме того накопитель, применяющий существующий контроллер, может «застрять» на нем на весь год.

Разработка совсем нового контроллера (к примеру, JetExpress) и вовсе занимает пара лет.Четвертная фаза, которая включает в себя анализ и оценку качества, складывается из трех главных частей: инженерный проверочный тест (EVT), дизайнерский проверочный тест (DVT) и производственный проверочный тест (PVT).EVT показывает, как накопитель трудится в настоящих условиях, и соответствует ли он тому, что было написано на бумаге. Комплект параметров для теста довольно несложный: уровень мощности, отклик, скорость работы, в противном случае не убедиться, что прототип трудится, как было запланировано.

DVT делится на две фазы: «тест» качества и нормальный тест/надежности. «Обычный» DVT складывается из более широкого комплекта тестов, нежели EVT, и показывает, как накопитель ведет себя в разных условиях. Любой тест в большинстве случаев запускается как минимум на четырех прототипах, в то время как EVT запускают на одном либо двух. По большому счету, DVT это агрегатор десятков разных тестов, среди которых тест на соответствие, срок хранения данных, утрату мощности и без того потом.Из-за чего DVT складывается из двух частей?

Дело в том, что EVT и «обычный» DVT производятся инженерной командой (кто кроме этого создал дизайн накопителя), исходя из этого в ходе тестирования смогут появляться человеческий фактор и конфликты интересов — люди обожают закрывать глаза на личные неточности. Исходя из этого тест качества/надежности проводится свободной командой по контролю качества. Такие тесты занимают значительно больше времени и проводятся на большем количестве устройств, нежели EVT.

Производственный проверочный тест нужен не столько для тестирования надежности накопителя, сколько для проверки производственных процессов. Несложнее говоря, главная цель PVT — обеспечение того, дабы любой диск с производственной линии был одного (большого) качества. Для этого с линии берется любой диск и проверяется на разные недостатки, вызванные пайкой.

Кроме этого PVT помогает для оценки совокупности качества завода, а также кроме того осмотра коробок. Потом проводится второй тест (ORT), что контролирует пара дисков с различных производственных линий.Неспециализированная длительность этапа тестирования варьируется от двух месяцев до полугода либо кроме того года. В первом случае — в случае если конструкция диска довольно несложна и схожа с прошлыми накопителями.

До тех пор пока SSD не пройдет все этапы тестирования, он не перейдет к следующему этапу, массовое производство не начнется. Следовательно, и клиенты его не заметят.Вам очень рады на производство!По окончании финальных тестов PVT подтверждается соответствие создаваемого диска заявленным спецификациям. Когда этап пройден, начинается массовое производство SSD.

Где же происходит вся «волшебство»?Завод OCZ находится в Жонгли, районе города Таоюань в северо-западной части Тайваня, в 45 минутах на машине от Тайбэя. Формально фабрика является собственностью фирмы Powertech — она была реализована последней по окончании сделки с Toshiba. Powertech есть глубокоуважаемым игроком в производственной индустрии, у которой заключены договора со многими компаниями, а также с Apple.

Помимо этого, эта компания выстроила хорошие взаимоотношения как с OCZ, так и с Toshiba.Две технологические линии поверхностного монтажа всецело относятся к OCZ и создают около 70 тысяч устройств в месяц. В случае если внезапно на накопители появляется большой спрос, компания кроме этого применяет другие линии, в будущем OCZ рассчитывает расширить производственные мощности.

Но давайте посмотрим, как, фактически, осуществляется сборка SSD.Производство SSDПроизводство твердотельных накопителей фактически не отличается от сборки какого-либо другого компонента, выстроенного на печатной плате. Начинается все с производства самой печатной платы (здравствуй, «электронный» кремний!), которая покрывается микросхемой при помощи паяльной пасты, смеси небольших частичек олова с флюсом.

Это происходит в машине, которая изображена на фото выше.Паяльная паста обязана храниться при температуре, близкой к нулю градусов по шкале Цельсия, в противном случае она утратит собственные клейкие особенности. Исходя из этого хранится она в маленьких банках в холодильниках.Готовую плату с микросхемами возможно замечать на фотографии ниже. В один момент может производиться четыре платы форм-фактора 2,5 дюйма.Печатная плата готова «принять» чипы, каковые устанавливаются при помощи данной автомобили.

резистор и Каждый чип загружается в «барабан и ленту» автомобили, которая машинально монтирует все компоненты на необходимые места на печатной плате.Контроллеры находятся в другом лотке — это последний компонент, что устанавливается на печатную плату перед следующей стадией.Когда все компоненты в сборе, накопитель отправляется в особую «печь», которая плавит пасту и снабжает электрическую связь между всеми чипами. Данный процесс занимает около пяти мин., наряду с этим температура сперва быстро возрастает, а позже, на финальном этапе, значительно уменьшается.

Правильный температурный профиль есть неповторимым и был создан инженерами OCZ, но время от времени его приходится регулировать — так сообщить, способом ошибок и проб.По окончании плавки платы поступают на непроизвольный визуальный контроль, где произведенная плата сравнивается с изображением совершенной платы — так, удается избежать неточностей наподобие неправильно установленных чипов. Слепо надеяться на автоматику в данном деле не следует, исходя из этого на всякий случай данный этап осуществляет контроль сотрудник.

Для двусторонних печатных плат целый процесс от печати до визуального контроля, соответственно, повторяется, исходя из этого в SSD маленькой емкости в большинстве случаев употребляются односторонние платы. Это уменьшает издержки и цена накопителя для конечного потребителя.На финальной стадии плата подключается к SATA и коннектору питания. Время от времени последний интегрируют в плату, но обычно он находится раздельно. В то время, когда данный процесс закончен, платы разделяют и вырезают из рамки.

Затем её помещают в железный корпус и вкручивают винты — за это отвечает вот таковой агрегат:Установка программного обеспеченияКогда с хардверной частью покончено, время ПО.Загрузка firmware осуществляется особыми компьютерами с в полной мере простым железом, в качестве ОС употребляется Linux с установленной утилитой загрузки ПО от OCZ. На картине выше, к примеру, устанавливается ПО для SSD ARC 100 емкостью 240 ГБ.Когда firmware загружена, накопители в обязательном порядке еще раз тестируют.

OCZ создала особый скрипт, что подвергает SSD записи и процедуре чтения не меньше восьми раз, дабы идентифицировать нехорошие блоки. При обнаружении брака накопитель или отправляется на доработку, или, как случается намного чаще, он просто уничтожается. Скрипты кроме этого тестируют производительность, применяя утилиты для бенчмарков, такие, как AS-SSD и ATTO.

Нужно так как убедиться, что SSD соответствует заявленным спецификациям.на данный момент у OCZ имеется два вида тестирования. В первом случае это простые компьютеры, каковые мы видели чуть раньше, во втором — громадные кабины со стойками, каковые за один раз смогут проверить 256 накопителей. Второй вариант и предпочтительнее, и стремительнее, но не всегда им удается воспользоваться.Для накопителей PCIe OCZ создала еще более продвинутый вид тестирования — производственная самодиагностика.

На SSD устанавливается кастомное ПО, делающее записи и процессы чтения. В этом случае все происходит стремительнее, потому, что все команды ввода-вывода генерируются контроллером либо firmware.Помимо этого, ежемесячно один из произведенных накопителей отправляется на «тест соответствия», дабы проверить уровень качества продукции. Сейчас SSD подвергают резким перепадам температуры, а также до 70 градусов по шкале Цельсия.

Это разрешает замерить срок жизнедеятельности накопителя в экстремальных условиях — он не должен различаться от заявленного.Процесс тестирования не очень сильно изменился с момента сделки с Toshiba, но необходимо подчеркнуть, что Toshiba все же помогла OCZ наладить стандарты качества. Все процессы, которым подвергают SSD, одобрены «материнской» компанией и соответствуют ее требованиям. За каждым накопителем следят весьма строго, и это, непременно, положительно оказало влияние на уровень качества SSD от OCZ.

Вы сами в этом убедились — отбор практически как в астронавты.Погодите, а упаковка?Совершенно верно, как же мы имели возможность забыть. Лишь в случае если SSD удачно прошел все тесты, соответствует заявленным спецификациям, трудится без нареканий и без неточностей, он готов к тому, дабы отправиться в упаковку. Сперва на накопитель наклеивают фирменные наклейки — на данный момент сотрудники делают это вручную, но совсем не так долго осталось ждать процесс будет автоматизирован.А ну-ка скоро в коробку!

За упаковку SSD в прекрасный картонный бокс отвечает вот эта машина:На следующем этапе аксессуары и накопители упаковываются в пластиковую оболочку — она скрепляется под большой температурой.В розницу накопители отправляются в громадных коробках, каковые вмещают сходу 10 накопителей. Тёмная подложка защищает SSD от падения коробки либо иного внешнего действия — это гарантирует, что в магазин накопители доедут в сохранности и целости.

Дабы это проверить, OCZ кроме того проводила особые дроп-тесты. Коробки запечатываются и отправляются во временное хранилище, откуда SSD после этого и попадают на прилавки.Вместо заключенияПризнаемся, отношение OCZ к качеству собственных накопителей всецело изменилось. В прошлом было неслыханно, что устройство может «зависнуть» на три месяца на стадии разработки, перед тем как войти в массовое производство.

Сейчас же продолжительность этапов увеличена многократно, дабы компании не было стыдно ни за один собственный накопитель. В то время, когда речь идет о качестве, скрывать нам нечего. Все же от кремния до SSD путь отнюдь не маленький, вы сами это заметили.

Сохраняем надежду, было весьма интересно.

Случайная статья:

• Бизнес-серии мониторов acer b6 и v6
• Как сделать видеоролик из фотографий самому?

Как подключить SSD к настольному компьютеру. Перенос Windows с HDD на SSD

Похожие статьи:

• Новые твердотельные накопители trion 100 от компании ocz

  Здравствуй, Гиктаймс! Компания OCZ Storage Solutions опять радует широкую общественность новинками. В этом случае – твердотельный накопитель Trion 100,…

• Занимательная гимнастика: немного о том, как создавались шарниры lenovo yoga 3 pro

  Шарнир в ноутбуке – это вещь, непременно, очень важная. Но вспоминает ли кто-то о их роли и шарнирах перед тем, как они сломаются? Вряд ли. Исходя из…

• Как мы создавали собственную терминальную сеть

  Здравствуй, Хабр. В августе 2013 года мы начали создавать собственную сеть платёжных терминалов. С того времени прошло уже 10 месяцев, терминальный парк…