Hard du hard • Anatomie du PCB d'un SSD

• Observation de circuits

En conclusion de cet article, attardons nous quelque peu sur un certain nombre de circuits imprimés de modèles relativement récents de SSD 2,5 pouces afin de faire quelques observations sur les choix et les architectures mises en place par les constructeurs. Sur un plan strictement électronique, il y a des critères qui nous semblent important à considérer, tels quel le design du circuit, le degré de réparation ou encore la robustesse de l'alimentation. En d'autres termes, il s'agit de pouvoir juger de la cohérence de l'agencement des composants et de l'optimisation du tracé des pistes, de savoir si en cas de panne le circuit est adapté à une session de dépannage par un électronicien, ou encore de connaître le type de design d'alimentation à découpage et son potentiel de fiabilité.

Et bien entendu, ces observations découlent de nos analyses des circuits imprimés et non pas de ce que l'on pourrait éventuellement lire dans d'autres articles sur ces modèles. Par ailleurs, il serait logique qu'un modèle qui introduise la terminaison « Pro » dans son intitulé puisse être utilisé en entreprise, dans des machines qui font du stockage intensif, ou même encore dans des serveurs. Cela sous-entend donc que le module d'alimentation dont il dispose soit irréprochable en terme de robustesse, de stabilité, de protection, et de redondance puisque c'est lui qui gère le courant nécessaire à tous les circuits intégrés du système. Et bien vous risquez d'avoir quelques surprises...

Plextor M5 Pro (Marvell)

A oilp et pas (cliquez pour agrandir)

Pas de grande originalité dans le design de ce circuit à base de Marvell, très répandue sur le marché. NAND symétriques horizontalement et verticalement, y compris au niveau de leurs composants passifs, disposition verticale du bloc processeur DRAM / Contrôleur / EEPROM / Quartz, alimentation à découpage installée en double face, et interface JTAG 10 points pour le debugging. 

Un gros effort de labellisation des composants a cependant été fourni, ce qui n'est pas un mal. Mais on arrive rapidement à ce qui est à nos yeux le point faible de ce modèle, son alimentation, avec une conception très classique, limite basique pour un SSD. Un seul étage de régulation assurée par 2 régulateurs et un convertisseur Buck, aucune redondance sur système auxiliaire, et bien entendu, aucune supervision d'activité.

Cela étant, le courant traverse un bon mécanisme de filtrage comportant une large panoplie de condensateurs au tantale, et le stockage du courant semble être assuré pour palier au manque de tension subit. Mais, on a clairement vu mieux en la matière.

Plextor M6E (M.2, Marvell)

A oilp (cliquez pour agrandir)

Ce modèle hybride à base de controlleur Marvell, est au facteur de forme M.2 et s'insère dans une carte fille PCI express. Pour un SSD en PCIexpress qui ne consomme pas plus de 400mA, la robustesse de l'alimentation est également moins sollicitée car le courant qui circule dans ce type de bus est en principe déjà supervisé et correctement régulé.

C'est la raison pour laquelle ce SSD ne dispose que d'un étage de régulation locale et conversion de courant continu à pulsation pour les circuits intégrés qu'il emploie. Un minimum de stockage et de filtrage est cependant effectué pour protéger le système contre une panne subite. Mais le moins que l'on puisse dire, c'est que Plextor a cherché à obtenir un niveau d'intégration sans faille avec un minimum de composants. Par contre, pour ce qui est de pouvoir le debugger, on repassera...

Samsung 850 Pro (Samsung)

A oilp et pas (cliquez pour agrandir)

Ce modèle exploitant la technologie de mémoire V-NAND en 3D et forcément basé sur le controleur MEX représente à ce jour le haut de gamme du constructeur coréen. Est ce que cela se ressent dans la conception de ses entrailles ? Dans l'absolu, oui, mais la réponse n'est pas aussi évidente quand on le compare au 840 Pro qui faisait déjà preuve d'un design à la fois soigné et efficace. Samsung a cette fois opté pour une conception épurée, utilisant beaucoup moins de composants passifs tout en gardant le circuit fortement multicouche.

Mais du coup, on se retrouve avec un agencement très clairsemé. Et ça n'est pas pour autant qu'ils en ont profité pour y placer des points de test ou une interface JTAG, il en est absolument dénué. Autour du couple processeur ARM + mémoire DRAM sont disposées les 4 mémoires NAND sur chaque face, le reste a un rapport direct ou indirect avec l'alimentation. Bien qu'il nous ait été impossible de l'identifier avec précision, un circuit intégré en boîtier QFP de 36 broches aurait la charge du management et de la supervision de l'alimentation à découpage. La conversion continu-continu multiple est assurée par des régulateurs faible perte MOSFET, mais nous n'avons détecté aucune redondance du système, ce qui est assez troublant si on considère utiliser ce type de SSD dans des machines très sollicitées comme le suggère sa démoniation "pro". Ce n'est donc pas un design qui nous aura impressionné, contrairement à celui de l'Intel 730.