SK hynix heeft H-TPU gepresenteerd, een architectuur met kleine gespecialiseerde processoren die gericht is op het verminderen van het energieverbruik en de ruimte die nodig is voor interne taken van de controller van solid-state drives (SSD). Het voorstel verdeelt het werk over ongeveer 100 lichte verwerkingsunits, in plaats van alle operaties door algemene CPU-kernen uit te voeren, zoals gebruikelijk is bij Arm-gebaseerde systemen. Volgens het bedrijf verbruikt elke H-TPU ongeveer 40 keer minder energie en neemt het 25 keer minder ruimte in dan een conventieve referentiekern.
De kernpunten van SK hynix’s H-TPU in 20 seconden
- H-TPU staat voor Hynix Transaction Processing Unit en is ontworpen om herhalende taken binnen SSD-controllers uit te voeren.
- De architectuur gebruikt circa 100 kleine gespecialiseerde processors die activeren op basis van de benodigde werkzaamheden.
- SK hynix claimt dat elke H-TPU ongeveer 2,5% van de energie van een referentiekern verbruikt en 4% van de oppervlakte inneemt.
- Arm-kernen blijven verantwoordelijk voor complexe taken zoals foutopsporing en uitzonderingbehandeling.
- Het bedrijf plant H-TPU toe te passen op zakelijke SSD’s en toekomstige opslagoplossingen, inclusief de architectuur Storage Next.
De aankondiging werd gedaan tijdens de ISOCC 2026-conferentie in Songdo, Zuid-Korea. Vicevoorzitter Gu In-je van SK hynix legde uit dat de gebruikelijke processoren in controllers grenzen aan het energiebesparing- en oppervlaktemaximum stellen naarmate SSD-snelheden toenemen.
Het doel is niet om de CPU van de controller volledig te elimineren, maar om te voorkomen dat deze alle operationele taken moet uitvoeren. In moderne eenheden bestaat een groot deel van het werk uit het verwerken van lees- en schrijfanvragen, het beheren van metadata en het controleren van buffers. Dit zijn taken die voortdurend herhaald worden en die volgens SK hynix aanzienlijk efficiënter kunnen worden uitgevoerd door eenvoudigere processors.
H-TPU: kleine processors die het werk binnen de SSD verdelen
Een controller is het onderdeel dat de werking van een SSD coördineert. Het beheert de communicatie met het systeem, organiseert de toegang tot NAND-geheugen en verzorgt interne operaties die nodig zijn voor het functioneren van de opslag.
Traditioneel worden veel van deze taken uitgevoerd door CPU-kernen op de controller zelf. Deze processors kunnen diverse instructies uitvoeren en complexe situaties oplossen, maar deze veelzijdigheid brengt kosten met zich mee op energieverbruik en siliciumoppervlak. Naarmate het volume van operaties toeneemt, is het toevoegen van meer algemene verwerkingskracht vaak on efficiënt, vooral als veel taken eenvoudig en repetitief zijn.
H-TPU poogt deze verdeling te veranderen. De naam staat voor Hynix Transaction Processing Unit, een programmeerbare en lichte verwerkingsunit ontwikkeld door SK hynix voor het uitvoeren van specifieke functies in de data-in- en uit-stroompaden.
Tot hun taken behoren het behandelen van lees- en schrijfbewerkingen, het beheren van metadata en het controleren van buffers. In plaats van al deze operaties via de algemene CPU-kernen te laten verlopen, kan de controller ze verdelen over ongeveer honderd H-TPU’s.
De architectuur beschrijft dat elke gespecialiseerde processor zich bezighoudt met een bepaalde functie. Bij binnenkomst van een aanvraag worden alleen de benodigde units geactiveerd, terwijl de overige inactief kunnen blijven. Deze aanpak maakt het mogelijk het werk aan te passen aan het type operatie en voorkomt dat alle verwerkingsmiddelen permanent actief blijven.
Arm-kernen blijven verantwoordelijk voor taken die meer flexibiliteit vereisen, zoals foutoplossing, uitzonderingbehandeling en opslagbeleid. Zo combineert de architectuur algemeen verwerkingsvermogen met gespecialiseerde eenheden, in plaats van volledig een type processor te vervangen door een ander.
Een eenvoudiger ontwerp om energieverbruik en oppervlak te reduceren
De technische diferentie ligt in de bouw van deze processors. Volgens de gegevens van SK hynix gebruikt H-TPU een vier-traps pipeline en wordt instructies in volgorde uitgevoerd (in-order execution). Simpel gezegd, het gebruikt een vereenvoudigde structuur die instructies in hun sequentie verwerkt zonder de complexiteit van CPU’s voor algemene werklasten.
De fabrikant beweert dat elke H-TPU ongeveer 2,5% van de energie van een referentie-CPU-kern verbruikt en circa 4% van het oppervlak inneemt. Met andere woorden, een standaard kern zou ongeveer 40 keer meer energie verbruiken en 25 keer meer ruimte innemen dan een H-TPU, volgens deze cijfers.
Het is belangrijk deze cijfers correct te interpreteren. De vergelijking betreft individuele processors, niet het totale verbruik van een volledige controller of SSD. Doordat de architectuur meerdere gespecialiseerde units bevat, hangt de uiteindelijke energiebesparing af van hoeveel units actief zijn, welke taken ze uitvoeren en de configuratie van het product.
SK hynix heeft niet in de beschikbare info aangegeven hoeveel IOPS (invoer/uitvoer-operaties per seconde) zullen toenemen of welke concrete snelheidsverbeteringen in leessnelheden en schrijfsnelheden gerealiseerd worden bij commercieel verkrijgbare modellen. Zo blijft het nog onzeker hoeveel de energiebesparing per processor zich vertaalt in watt-vermindering of prestatiewinst voor de gebruiker.
Het bedrijf heeft wel uitgelegd dat het tools heeft ontwikkeld om het programmeren te vereenvoudigen, inclusief een compiler specifiek voor H-TPU-programmering. Dit is belangrijk omdat een architectuur met veel gespecialiseerde units zulke tools vereist om taken toe te wijzen en firmware-ontwikkeling te ondersteunen.
Van zakelijke SSD’s tot de toekomstige HBF-geheugenmodules
SK hynix verwacht H-TPU uit te breiden naar zakelijke SSD-controllerproducten en technologie verder door te ontwikkelen in verschillende geheugengroepen van NAND. Ook wil men het in de architectuur Storage Next inzetten, die is ontworpen om te voldoen aan de datatoegangseisen van kunstmatige intelligentiesystemen.
Volgens een presentatie geciteerd door het Koreaanse medium The Elec, werkt Storage Next met gegevensblokken van 512 bytes of minder, in tegenstelling tot de traditionele 4-kbyte-blokken. Dit betekent dat het ontwerp zich richt op kleinere verzoeken, met een unitgrootte die acht keer kleiner is dan een 4 KB-blok.
Daarnaast overweegt het bedrijf de integratie van H-TPU in HBF (High Bandwidth Flash)-geheugen, dat gepland staat voor lancering in 2027 volgens de beschikbare informatie. Dit tijdschema is gebaseerd op geplande ontwikkelstadia van SK hynix, niet op bevestigde marktintroductiedata.
De evolutie in opslag voor kunstmatige intelligentie verhoogt de eisen aan controllers, die een toenemend volume verzoeken moeten verwerken en het energieverbruik onder controle moeten houden. In dat licht is het verdelen van taken over gespecialiseerde processors een alternatieve strategie om hardware-uitbreiding met general-purpose cores te vermijden.
Het blijft nog afwachten welke prestaties H-TPU uiteindelijk zal leveren in commercieel product en hoe het zich verhoudt tot andere architecturen. Wel geeft de aangekondigde vermindering in energiegebruik en ruimte per verwerkingsunit aan dat er aanzienlijke efficiëntiewinst mogelijk is, hoewel de daadwerkelijke globale verbetering van een SSD afhankelijk blijft van meerdere factoren. Het positieve aspect van het voorstel is dat het de organisatie van werk binnen de controller kan veranderen, wat belangrijk is in een tijd waarin snelheden van geheugen en interfaces een hogere verwerklast vereisen.
Veelgestelde vragen
Wat is SK hynix’s H-TPU?
H-TPU staat voor Hynix Transaction Processing Unit. Het is een architectuur met kleine, programmeerbare processors ontworpen voor het beheer van herhalende taken binnen SSD-controllers.
Hoeveel verbruikt een H-TPU in vergelijking met een conventionele CPU-kern?
SK hynix beweert dat een H-TPU ongeveer 2,5% van de energie van een referentie-CPU-kern verbruikt en 4% van het oppervlak inneemt. Deze cijfers zijn gebaseerd op processor-vergelijkingen, niet op volledige SSD’s of controllers.
Zorgt H-TPU voor snellere SSD’s?
Het doel is de interne werking van de controller efficiënter te maken. SK hynix heeft geen concrete snelheidsverbetering of IOPS-toename bekendgemaakt voor commerciële SSD’s.
Wanneer wordt H-TPU verwacht in SK hynix-producten?
De uitrol wordt gepland voor zakelijke SSD-controllers en andere NAND-productlijnen, inclusief Storage Next en de toekomstige HBF-geheugenmodules. Volgens de beschikbare informatie wordt 2027 genoemd voor HBF, maar concrete introductiedata voor andere producten ontbreken nog.