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SSD U.2 (anciennement SFF-8639)

Un SSD U.2 est un périphérique de stockage de données hautes performances conçu pour prendre en charge l'interface PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) par le biais d'un connecteur compact (SFF, Small Form Factor) également compatible avec les disques SSD ou à rotation standard SAS (Serial-Attached SCSI) et SATA. Techniquement, un SSD U.2 peut désigner un disque PCIe, SAS ou SATA, mais, en général, les fabricants utilisent ce terme uniquement pour désigner un SSD PCIe 2,5 pouces qui prend en charge le protocole de stockage et l'interface de contrôleur hôte NVMe. La technologie NVMe permet d'accélérer le transfert de données entre systèmes hôte et SSD sur une interconnexion PCIe.

Le développement d'U.2 était essentiellement motivé par la possibilité de connecter les SSD PCIe NVMe, plus récents et plus rapides, au même fond de panier que les disques SAS et SATA hérités et de les ajouter ou de les retirer sans arrêter le serveur et le système de stockage de l'entreprise.

Historique du format U.2

Le SSD Form Factor Working Group a été formé en 2010 par des fournisseurs intéressés commercialement par la technologie SSD, pour promouvoir l'interface PCIe comme interconnexion à grande vitesse. Ses membres ont développé une spécification de connecteur pour que l'interface PCIe fonctionne avec les protocoles de stockage SAS et SATA dans un boîtier conçu pour des disques standard 2,5 ou 3,5 pouces. Cette spécification définit les propriétés mécaniques et électroniques du connecteur physique, ses profils de puissance et sa conception enfichable à chaud (hot-plug).

Les membres fondateurs du SSD Form Factor Working Group qui ont établi la spécification du connecteur U.2 étaient Dell, EMC (avant la fusion des deux entreprises), Fujitsu, IBM et Intel. D'autres membres ont également contribué à la spécification : Amphenol, Emulex (racheté depuis par Broadcom), Fusion-io (racheté par SanDisk, puis par Western Digital), Integrated Device Technology, Marvell, Micron, Molex, PLX Technology (racheté par Broadcom), QLogic (racheté par Cavium), SandForce (racheté par LSI, puis par Avago Technologies, et enfin par Seagate Technology), Smart Modular Technologies et sTec (racheté par HGST, puis par Western Digital).

Le SSD Form Factor Working Group a choisi le nom commercial U.2 pour les profils PCIe, SAS et SATA du connecteur SFF-8639. Le connecteur SFF-8639 peut prendre en charge un port SATA, deux ports SAS ou jusqu'à quatre lignes d'E/S parallèles dans les SSD PCIe. Le format est proposé en 2,5 ou 3,5 pouces.

les fonds de panier (backplanes SATA, SAS, U.2

Une spécification ultérieure, SFF-9639, définit le brochage des différentes interfaces utilisables avec le connecteur SFF-8639. Parmi les profils disponibles, citons U.3 et USB en plus de PCIe, SAS et SATA pour U.2. C'est désormais le groupe SFF Technology Affiliate Technical Work Group de la Storage Networking Industry Association (SNIA) qui s'occupe de la spécification SFF-9639, après avoir fusionné avec le groupe à l'origine de la conception des connecteurs SFF-8639 et SFF-9639.

Avantages/inconvénients

Les SSD U.2 présentent un avantage évident sur les cartes d'extension (AIC) qui se connectent au bus PCIe interne d'un ordinateur, car ils peuvent être ajoutés ou retirés sans ouvrir le serveur. Ils sont enfichables à chaud, avec ou sans notification préalable du système, comme les disques SSD SATA et SAS et les disques durs.

Autre avantage essentiel du connecteur et du format U.2 : sa rétrocompatibilité avec les disques durs. Les fabricants de serveurs et de périphériques de stockage peuvent configurer des systèmes d'entreprise en combinant des disques 2,5 ou 3,5 pouces avec des SSD U.2 PCIe, SAS et SATA en fonction des besoins de leurs clients. Le fond de panier (blackplane, cartes à slot) du système doit prendre en charge la technologie NVMe pour pouvoir utiliser les SSD PCIe NVMe.

Un SSD U.2 prend en charge jusqu'à quatre lignes d'E/S parallèles sur une connexion PCIe dans un serveur ou un système de stockage d'entreprise. Avec une baie de stockage à deux contrôleurs, deux liaisons PCIe à deux voies fonctionneraient de façon indépendante, un atout en cas de panne de l'un des contrôleurs. Un signal défini sur le connecteur SFF-8639 indique au disque de fonctionner en mode simple ou double port.

La spécification SSD U.2 propose en option la prise en charge du protocole SMBus (System Management Bus) pour surveiller la tension et la température du contrôleur de la carte mère ou du contrôleur de gestion du système.

Le coût plus élevé de la technologie SSD U.2, notamment du connecteur SFF-8639, est un enjeu qui doit pousser les utilisateurs à se demander s'ils ont réellement besoin des performances plus élevées et des temps de latence moindres qu'apportent les SSD PCIe NVMe. Les utilisateurs professionnels devront également acheter des serveurs capables de prendre en charge les SSD U.2 si leur infrastructure n'est pas équipée pour les connecteurs SFF-8639.

SSD U.2 ou M.2

Les M.2 et U.2 sont deux types de SSD qui ont gagné en popularité avec l'intérêt croissant pour la technologie NVMe à hautes performances et faible latence.

Les SSD M.2 SFF ont été conçus pour des appareils fins, à faible consommation d'énergie, tels que les tablettes et les ordinateurs portables. Les SSD M.2 à un seul port servent également de périphériques d'amorçage et d'unités de stockage dans des serveurs Web ou autres qui ne nécessitent pas des disques à double port pour un usage professionnel. La spécification M.2 prend en charge les interfaces PCIe, SATA et USB.

Les fabricants proposent des SSD M.2 de différentes tailles, en général de 22 mm de large sur 60, 80 ou 110 mm de long.

Facteurs de formes SSD
Cette image montre des disques SAS 2.5-pouces et des disques PCIe U.2
SSDs, SATA SSDs, PCIe AICs et M.2 SSDs.

Les SSD U.2, en revanche, sont conçus pour s'adapter aux connecteurs 2,5 et 3,5 pouces du fond de panier des serveurs et systèmes de stockage d'entreprise. Ils peuvent également fournir une capacité de stockage maximale plus importante que les SSD M.2 en raison de leur plus grande taille.

Le format U.2 est plus propice à la dissipation de la chaleur que les SSD M.2 et accepte des températures de fonctionnement plus élevées sans que les composants du disque soient endommagés. Cette caractéristique évite la baisse des performances des SSD U.2 en cas d'échauffement du disque pendant les phases intensives d'écriture.

Il est possible d'insérer ou de retirer les U.2 et certains SSD M.2 d'un système informatique en cours de fonctionnement. Pour des raisons pratiques, la disposition du système doit toutefois permettre d'accéder aux SSD M.2 pour l'enfichage à chaud.

Cette définition a été mise à jour en octobre 2018

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