SK hynix a présenté H-TPU, une architecture de petits processeurs spécialisés visant à réduire la consommation d’énergie et l’espace occupé par les tâches internes des contrôleurs de unités de stockage SSD. Cette solution répartit le travail entre environ 100 unités de traitement légères, plutôt que de confier toutes les opérations à des cœurs CPU généralistes, habituellement basés sur Arm. Selon l’entreprise, chaque H-TPU consomme près de 40 fois moins d’énergie et occupe une superficie 25 fois moindre qu’un cœur CPU conventionnel.

Les points clés de H-TPU de SK hynix en 20 secondes

• H-TPU signifie Hynix Transaction Processing Unit et est conçu pour exécuter des tâches répétitives au sein des contrôleurs SSD.
• L’architecture utilise environ 100 petits processeurs spécialisés activés selon la besoin du travail à effectuer.
• SK hynix affirme que chaque unité consomme 2,5 % de l’énergie d’un cœur CPU de référence et occupe 4 % de sa superficie.
• Les cœurs Arm sont réservés aux tâches complexes comme la récupération d’erreurs et la gestion des exceptions.
• La société prévoit d’intégrer H-TPU dans ses SSD d’entreprise et pour ses solutions de stockage futures, notamment dans l’architecture Storage Next.

Cette annonce a été faite lors de la conférence ISOCC 2026, qui s’est tenue à Songdo, en Corée du Sud. Là, Gu In-je, vice-président de SK hynix, a expliqué que les processeurs généralistes utilisés dans les contrôleurs atteignent désormais leurs limites en termes de consommation et de taille à mesure que la vitesse des SSD augmente.

L’objectif n’est pas de supprimer la CPU du contrôleur, mais d’éviter qu’elle ne se charge de toutes les opérations. Dans les unités modernes, une part importante du travail consiste à traiter les demandes de lecture/écriture, gérer les métadonnées et contrôler les tampons. Ces tâches, répétitives, peuvent être confiées à des processeurs beaucoup plus simples, selon SK hynix.

H-TPU : de petits processeurs pour répartir le travail dans le SSD

Un contrôleur est le composant qui coordonne le fonctionnement d’un SSD. Il gère les communications avec le système, organise l’accès à la mémoire NAND et effectue les opérations internes nécessaires pour maintenir le stockage opérationnel.

Traditionnellement, une grande partie de ces tâches était confiée à des cœurs CPU intégrés dans le contrôleur. Bien que capables d’exécuter un large éventail d’instructions et de résoudre des situations complexes, ces processeurs ont un coût en consommation électrique et en surface de silicium. Quand le volume d’opérations augmente, ajouter plus de traitement général devient peu efficace si beaucoup de tâches sont simples et répétitives.

H-TPU vise à modifier cette répartition. Son nom, Hynix Transaction Processing Unit, désigne une unité de traitement programmable et légère conçue pour exécuter des fonctions spécifiques dans le flux d’entrée et de sortie de données.

Parmi ses responsabilités figurent le traitement des commandes de lecture/écriture, la gestion des métadonnées et le contrôle des tampons. Au lieu d’être traitées par tous les noyaux généraux, ces opérations peuvent être réparties entre une centaine d’H-TPU.

L’architecture imaginée par SK hynix repose sur le principe que chaque processeur spécialisé se consacre à une fonction précise. Lorsqu’une demande arrive, seules les unités nécessaires sont activées, tandis que les autres peuvent rester inactives. Cela permet d’adapter le traitement au type d’opération, évitant de maintenir tous les ressources de traitement en fonctionnement permanent.

Les cœurs Arm continuent de gérer les tâches nécessitant davantage de flexibilité, comme la récupération d’erreurs, la gestion des exceptions et les politiques de gestion du stockage. L’architecture combine ainsi traitement général et unités spécialisées, au lieu de remplacer totalement un type de processeur par un autre.

Un design simplifié pour réduire consommation et taille

La différence technique réside dans la manière dont ces processeurs sont construits. D’après SK hynix, H-TPU utilise une architecture à quatres étapes de pipeline avec une exécution en ordre (in-order execution). En termes simples, elle s’appuie sur une structure réduite qui traite les instructions dans leur séquence, sans la complexité des CPU pour charges de travail générales.

La société indique que chaque H-TPU consomme environ 2,5 % de l’énergie d’un cœur CPU de référence et occupe 4 % de sa surface. En clair, un cœur classique consommerait environ 40 fois plus d’énergie et occuperait environ 25 fois plus d’espace qu’un H-TPU, selon ces chiffres.

Il est important de bien interpréter ces données. La comparaison concerne des processeurs individuels, et non la consommation totale d’un contrôleur ou d’un SSD entier. L’architecture comporte de nombreuses unités spécialisées, donc la réduction réelle du coût énergétique dépendra du nombre activé, des tâches effectuées et de la configuration finale du produit.

SK hynix n’a pas encore précisé dans ses publications l’impact concret sur le nombre d’IOPS, c’est-à-dire d’opérations d’entrée/sortie par seconde, ni sur les performances en vitesse de lecture et d’écriture d’un produit commercial. La réduction de consommation par unité ne se traduit pas encore par une valeur précise en watts ou en gain de performance utile pour l’utilisateur.

Cependant, l’entreprise indique avoir développé des outils de programmation dédiés, dont un compilateur spécifique pour écrire du code pour les H-TPU. Cela est essentiel, puisqu’une architecture avec de nombreuses unités nécessite des outils pour répartir efficacement les tâches et assurer le développement du firmware.

De l’SSD d’entreprise à la future mémoire HBF

SK hynix prévoit d’intégrer H-TPU dans ses contrôleurs d’SSD destinés au marché professionnel et d’étendre la technologie à plusieurs familles de mémoires NAND. La société envisage également son utilisation dans Storage Next, une architecture de stockage conçue pour répondre aux besoins d’accès aux données dans les systèmes d’intelligence artificielle.

Selon la présentation relayée par le média coréen The Elec, Storage Next vise à fonctionner avec des unités de 512 octets ou moins, en comparaison avec les blocs de 4 ko utilisés dans les schémas d’accès traditionnels. La différence, c’est une unité huit fois plus petite qu’un bloc de 4 Ko, adaptée à des requêtes plus fines.

La société prévoit également d’incorporer H-TPU dans la mémoire flash à haut débit (HBF), dont le lancement est prévu pour 2027, selon ses déclarations. Ce calendrier reste une projection, et non une certitude que tous les produits H-TPU seront disponibles à cette date.

L’évolution du stockage pour l’intelligence artificielle augmente la pression sur les contrôleurs, qui doivent gérer un volume croissant de requêtes tout en conservant une consommation maîtrisée. La répartition des tâches entre processeurs spécialisés apparaît comme une solution prometteuse pour compléter ou remplacer l’ajout de cœurs généralistes.

Il reste à observer les résultats concrets de H-TPU dans les produits commerciaux et ses performances par rapport à d’autres architectures. Si la réduction de consommation et de surface est significative, cela ne garantit pas à lui seul une amélioration globale du SSD. La véritable innovation réside dans la façon dont le travail est organisé au sein du contrôleur, surtout face à une demande croissante en vitesse de mémoire et de canaux.

Questions fréquentes

Qu’est-ce que H-TPU de SK hynix ?

H-TPU signifie Hynix Transaction Processing Unit. C’est une architecture d’un petit processeur programmable conçue pour gérer des tâches répétitives dans les contrôleurs SSD.

Quelle consommation pour un H-TPU comparée à un noyau CPU traditionnel ?

SK hynix indique qu’un H-TPU consomme environ 2,5 % de l’énergie d’un cœur CPU de référence et occupe 4 % de sa superficie. Ces chiffres concernent des processeurs isolés, pas la consommation totale d’un SSD ou d’un contrôleur.

Un H-TPU rendra-t-il les SSD plus rapides ?

L’objectif est d’optimiser la gestion des opérations internes du contrôleur. SK hynix n’a pas encore publié de gain spécifique en IOPS ou en vitesse de lecture/écriture pour un produit commercial basé sur H-TPU.

Quand H-TPU sera-t-il disponible dans les produits SK hynix ?

L’entreprise prévoit de l’appliquer aux SSD professionnels et à d’autres familles NAND, ainsi qu’à Storage Next et à la mémoire HBF à venir. La projection est fixée à 2027 pour HBF, mais aucune date précise n’a été communiquée pour l’ensemble des produits équipés d’H-TPU.