SK Hynix divulga estrutura e desempenho do processador minúsculo H-TPU dedicado a SSD de desenvolvimento próprio

A SK Hynix revelou a estrutura e o desempenho específicos do seu processador minúsculo H-TPU (Hynix Transaction Processing Unit) dedicado a SSD, desenvolvido internamente. A ideia central desta solução é distribuir o trabalho repetitivo originalmente tratado por CPUs de uso geral por mais de 100 H-TPU, reduzindo assim o consumo de energia e a área do chip.

SK Hynix lança H-TPU para melhorar desempenho de SSD

O vice-presidente da SK Hynix, Koo In-je, afirmou na ISOCC 2026, realizada no Centro de Convenções Songdo em Incheon, que as CPUs de uso geral dentro dos controladores de SSD atuais já atingiram os limites em termos de consumo de energia e área, pelo que a SK Hynix desenvolveu o H-TPU, dedicado a assumir os caminhos de transmissão I/O de uso geral e processá-los eficientemente. O H-TPU é um processador programável ultra-leve, responsável pelo processamento repetitivo de comandos de leitura/escrita internos do SSD, gestão de metadados, controlo de buffer e outros cálculos simples e repetitivos.

Anteriormente, estas tarefas eram todas tratadas pela CPU de uso geral no controlador, mas à medida que a velocidade dos SSD aumenta, as tarefas a processar também aumentam, exigindo mais núcleos de CPU, o que acaba por expandir a área e o consumo do processador. Koo In-je explicou que os núcleos de CPU Arm comumente usados em controladores de SSD têm, na verdade, desempenho excessivo para este tipo de tarefas. Estes núcleos são projetados para completar rapidamente cálculos complexos; se usados em SSD que processam repetidamente o mesmo tipo de trabalho, consumirão energia e área de chip desnecessariamente, e a sua própria estrutura não é adequada para dividir e distribuir tarefas.

Em comparação, o H-TPU reduz o pipeline para 4 estágios e adota uma estrutura de execução sequencial mais adequada para tarefas repetitivas; ao contrário de uma CPU monolítica, pode ser implantado de forma distribuída consoante diferentes finalidades especializadas. A CPU de uso geral fica apenas responsável por trabalhos complexos como recuperação de erros, tratamento de exceções e gestão de estratégias de armazenamento.

A SK Hynix integrou cerca de 100 H-TPU num único controlador de SSD. Quando chega um pedido I/O específico, apenas o H-TPU com a funcionalidade correspondente é ativado para trabalhar, enquanto os restantes permanecem inativos para poupar energia. Segundo a empresa, comparado com núcleos de CPU de uso geral, o consumo do H-TPU é de cerca de 1/40 (2,5%) e a área de cerca de 1/25 (4%).

Koo In-je afirmou que a SK Hynix subdividiu ainda mais os processos de leitura e escrita dos controladores de SSD atuais, atribuindo-os a numerosos H-TPU minúsculos, e construiu simultaneamente ferramentas de desenvolvimento como compiladores dedicados, para que os engenheiros possam escrever código especializado de forma mais conveniente. Segundo o planeamento, o H-TPU será aplicado em várias linhas de produtos de armazenamento NAND, incluindo controladores de SSD empresariais de próxima geração (eSSD), e no futuro também na arquitetura de armazenamento de IA de próxima geração “Storage Next” — uma arquitetura otimizada para acesso a dados em unidades finas inferiores a 512 bytes, necessárias para modelos de IA, com granularidade equivalente a 1/8 das atuais unidades de 4 KB.

A memória flash de alta largura de banda (HBF), a ser lançada no próximo ano, também está incluída no plano de adoção.