إس كيه هاينكس تكشف عن هيكل وأداء معالج H-TPU المصغر المخصص لوحدات SSD والذي طورته ذاتياً

كشفت شركة إس كيه هاينكس عن الهيكل والأداء المحددين لمعالج H-TPU (Hynix Transaction Processing Unit) المصغر المخصص لوحدات SSD والذي طورته ذاتياً. الفكرة الأساسية لهذا الحل هي توزيع أعمال المعالجة المتكررة التي كانت تتولاها وحدة المعالجة المركزية العامة (CPU) على أكثر من 100 معالج H-TPU، مما يقلل من استهلاك الطاقة ومساحة الشريحة.

إس كيه هاينكس تطلق H-TPU لتعزيز أداء وحدات SSD

أوضح نائب رئيس شركة إس كيه هاينكس، كو إن-جيه، في مؤتمر ISOCC 2026 الذي عقد في مركز إنتشون سونغدو للمؤتمرات، أن وحدات المعالجة المركزية العامة (CPU) داخل متحكمات وحدات SSD الحالية قد وصلت إلى حدودها القصوى من حيث استهلاك الطاقة والمساحة، ولذلك طورت شركة إس كيه هاينكس معالج H-TPU المتخصص في تحمل مسارات نقل I/O العامة ومعالجتها بكفاءة عالية. معالج H-TPU هو معالج قابل للبرمجة فائق الخفة، يتولى مهام المعالجة البسيطة المتكررة داخل وحدات SSD مثل معالجة أوامر القراءة والكتابة المتكررة، وإدارة البيانات الوصفية، والتحكم في الذاكرة المؤقتة.

في السابق، كانت جميع هذه المهام تتولاها وحدة المعالجة المركزية العامة (CPU) داخل المتحكم، ومع زيادة سرعة وحدات SSD، زادت المهام التي يجب معالجتها، مما استدعى زيادة عدد أنوية وحدة المعالجة المركزية، الأمر الذي أدى في النهاية إلى توسع مساحة المعالج واستهلاك الطاقة. أوضح كو إن-جيه أن أنوية وحدة المعالجة المركزية Arm الشائعة الاستخدام في متحكمات وحدات SSD تمثل أداءً زائداً عن الحاجة لهذه المهام. فهذه الأنوية مصممة لإنجاز العمليات الحسابية المعقدة بسرعة، وإذا استُخدمت في وحدات SSD التي تتولى معالجة متكررة لنفس نوع العمل، فإنها ستستهلك الطاقة ومساحة الشريحة بلا داعٍ، كما أن هيكلها نفسه غير مناسب لتوزيع المهام وتقسيمها.

بالمقابل، قلص معالج H-TPU خط الأنابيب (pipeline) إلى 4 مراحل، واعتمد هيكل تنفيذ تسلسلياً أكثر ملاءمة للمهام المتكررة؛ وعلى عكس وحدة المعالجة المركزية الأحادية، يمكن نشره بشكل موزع وفقاً لأغراض متخصصة مختلفة. بينما تحتفظ وحدة المعالجة المركزية العامة فقط بالمهام المعقدة مثل استعادة الأخطاء، ومعالجة الاستثناءات، وإدارة استراتيجيات التخزين.

دمجت شركة إس كيه هاينكس حوالي 100 معالج H-TPU في متحكم واحد لوحدات SSD. عندما يصل طلب I/O محدد، يتم تنشيط معالج H-TPU الذي يمتلك الوظيفة المقابلة فقط للقيام بالعمل، بينما تبقى البقية في وضع الخمول لتوفير الطاقة. ووفقاً لبيانات الشركة، فإن استهلاك طاقة معالج H-TPU يبلغ حوالي 1/40 (2.5%) مقارنة بأنوية وحدة المعالجة المركزية العامة، بينما تبلغ مساحته حوالي 1/25 (4%).

أشار كو إن-جيه إلى أن شركة إس كيه هاينكس قامت بتقسيم عمليات القراءة والكتابة في متحكمات وحدات SSD الحالية بشكل أدق، وأسندتها إلى العديد من معالجات H-TPU المصغرة لتتولى تنفيذها، كما بنت أدوات تطوير مثل المترجم المخصص (compiler) لتمكين المهندسين من كتابة التعليمات البرمجية المتخصصة بسهولة أكبر. ووفقاً للخطة، سيتم تطبيق معالج H-TPU على عدة خطوط منتجات لتخزين NAND بما في ذلك متحكمات وحدات SSD المؤسسية من الجيل القادم (eSSD)، كما سيُستخدم مستقبلاً في بنية تخزين الذكاء الاصطناعي من الجيل القادم "Storage Next" — وهي بنية مُحسّنة لوصول البيانات بوحدات دقيقة تقل عن 512 بايت التي تتطلبها نماذج الذكاء الاصطناعي، بحبوبية تعادل 1/8 من وحدات 4 كيلوبايت الحالية.

كما أن ذاكرة الفلاش عالية النطاق (HBF) المقرر إطلاقها العام المقبل مشمولة بخطط الاعتماد.