Как рождаются SSD диски? Экскурс в технологический процесс
Многие из нас либо уже пользуются, либо подумывают о том, чтобы поставить себе SSD диски. Но мало кто знает, какой путь они проходят от разрозненного набора деталей до красивой заводской упаковки.
Чем отличается производство SSD дисков от производства модулей памяти или, скажем, флешек? Настройками конвейерной линии и средами тестирования. Платы производятся на одних и тех же конвейерах. Почему я решил рассказать именно про SSD? Просто они мне нравятся.
Начать эту историю можно было бы издалека. Можно было бы даже очень издалека — например, отсюда:
Именно так выглядит металлический кремний, который потом переплавляют в специальных печах, режут на тонкие диски и делают чипы. Об этом я, возможно ещё расскажу как-нибудь. А пока представим себе, что чипы у нас уже сделаны, фольгированный текстолит подготовлен, и мы можем двигаться дальше.
Листы текстолита загружают на конвейерную линию вручную. Особенности конвейеров разных производителей немного различаются. У некоторых линия полностью автоматизирована, у других некоторые операции производятся вручную. Например, у A-DATA и некоторых китайских производителей вручную производится визуальный осмотр чуть ли не каждой платы, а на каком-то заводе вручную даже разделяют лист текстолита на части после пайки всех деталей.
Делить его приходится потому, что почти до конца линии лист идёт целиком. Заготовки с протравленными дорожками, прорезанными отверстиями и нанесённой маркировкой либо изготавливаются на самом заводе, либо заказываются у отдельной компании, специализирующейся именно на производстве таких плат. Мне не удалось найти качественную фотографию заготовки для SSD дисков, потому чтобы создать примерное представление о том, как это выглядит, ниже фотография заготовки для модулей RAM.
После подготовительных этапов заготовка попадает в машину, которая по трафарету автоматически наносит припой. Представленная ниже машина с завода Kingston внешне напоминает дроида из какой-нибудь космической саги.
Под тёмным стеклом — трафарет с прорезями и большой валик с припоем, сероватой вязкой массой. Из этого дроида заготовка попадает в аппарат для проверки точности нанесения припоя. Частью этого аппарата нередко служит и человеческий глаз, но без компьютерной проверки не обходится. После нанесения припоя заготовка попадает в машину, монтирующую SMT компоненты (от Surface Mounting Technology, технология поверхностного монтирования). Все детали, от мельчайших резисторов до контроллеров и чипов памяти, подаются в машину такими вот пулемётными лентами:
На выходе из машины — ещё одна проверка, на корректность размещения деталей. Тут соотношение автоматика/человек также варьируется в зависимости от завода. Проверка пройдена, и наш будущий диск готов к выпечке. Да-да, выпечке. Чтобы не стрелять прицельно лазером по каждому контакту каждой детали, текстолит вместе со всеми деталями просто-напросто запекают.
Эта длинная технологическая печь в зависимости от завода делится на 7–12 зон, в которых температура меняется от 90–150 градусов на входе до 250–280 в самой горячей зоне ближе к выходу (на самом выходе температура достаточно быстро снижается, и из печи выходит уже охлаждённое изделие). Да, теперь это смело можно называть изделием. Оно ещё не готово к использованию, но близко к этому.
После печи специальные аппараты производят проверку корректности пайки. Компьютер сличает снимки различных областей платы со снимками-образцами, и если обнаруживается проблема, плата отправляется на ручную проверку. На некоторых заводах пайку также дополнительно проверяют в рентгеновском диапазоне.
После проверки пайки изделия маркируют стикерами, по которым завод-изготовитель сможет отследить полную историю, и наконец-то разделяют. Наступает этап тестирования. Первая его часть происходит ещё на линии. В контроллер автоматически загружается временная прошивка и производятся короткие первичные тесты, которые занимают несколько секунд, и если всё в порядке, отправляются в цех тестирования и прошивки.
Так, Lite-On производит тест на скорость устаревания в специальных термокамерах при повышенной температуре. Это позволяет быстро выявить бракованные чипы. По статистике на этом этапе отбраковывается всего примерно 0,1% партии. Тест длится от пары часов для дисков на 64 Гб до почти суток для дисков 512 Гб. В течение теста производится постоянное чтение-запись в ячейки.
У A-DATA тестирование происходит не так жёстко. Диски подключаются к специальным стойкам на открытом пространстве, где производится дополнительное тестирование, заливка прошивки и разметка файловой системы.
Если же речь идёт о тестировании новых, недавно разработанных моделей, они обязательно проверяются на совместимость с большинством современных популярных платформ. Одних только ноутбуков на тестовой площадке Lite-On насчитываются сотни, и каждый месяц добавляются новые. Всего в лаборатории для тестирования новых моделей продукции 85 стоек, в каждой по 5 тестовых платформ плюс одна для записи логов.
После тестирования изделия пакуют в корпуса, клеят фирменные наклейки и упаковывают. В основном это делается вручную, хрупкими ручками азиаток. Хотели бы себе один такой лоточек?
А дальше всё просто. Диски пакуются в заводские коробки и отправляются оптовикам. Один завод способен произвести миллионы, а то и десятки миллионов дисков в год. И все они ждут своего момента, когда попадут в Ваши компьютеры и серверы.
В ближайшее время я планирую рассказать о различных типах ячеек памяти в SSD дисках, их преимуществах и недостатках. Подписывайтесь на наш корпоративный блог и следите за обновлениями.
