Architecture USB-C open source, contrôleur RP2040 et 256 puces ferroélectriques pour préserver les données critiques sur plusieurs générations
Par Thomas | Publié le
🔥 Ce qu’il faut retenir
- Machdyne UG, fabricant allemand basé à Ebrach, lance FERRIT, un système modulaire de stockage F-RAM qui monte de 8 Mo à 256 Mo et vise les usages d’archivage critique
- Architecture en trois blocs : backplane FERRIT-16, contrôleur USB-C FERRIT-CY (Raspberry Pi RP2040) et cartes mémoire FERRIT-M8 connectées en bus SPI/QSPI, design entièrement open source publié sur GitHub
- Rétention de données annoncée jusqu’à 200 ans à 35 °C, cycles d’écriture quasi illimités, résistance aux radiations, mais lancement actuellement réservé à un programme pilote pour institutions, sans prix public
Pendant que le grand public se passionne pour des SSD NVMe Gen5 toujours plus rapides, une petite société allemande prend l’exact problème inverse : comment garantir qu’une donnée écrite aujourd’hui sera encore lisible dans deux siècles.
Machdyne, déjà connue pour son curieux dongle Blaustahl de 8 ko, vient de pousser le concept beaucoup plus loin avec FERRIT, un système modulaire de stockage F-RAM qui peut grimper jusqu’à 256 Mo en empilant des cartes mémoire ferroélectriques.
Sur l’actualité stockage et archivage de Test Disque Dur, on suit de près les solutions de préservation longue durée parce que c’est un vrai trou dans le marché grand public : entre la bande LTO professionnelle et le M-DISC Blu-ray, il n’existe quasiment rien de moderne pour conserver des données critiques sur plusieurs générations. FERRIT vise exactement ce créneau, mais le ticket d’entrée risque d’être salé.
Une architecture en trois briques empilables
La force du système FERRIT, c’est son design modulaire. Machdyne a découpé sa solution en trois éléments distincts qui se complètent.
Le backplane FERRIT-16 sert de fond de panier passif : il héberge jusqu’à 16 emplacements pour cartes mémoire, plus un slot dédié au contrôleur. Le contrôleur FERRIT-CY embarque un Raspberry Pi RP2040, le même microcontrôleur dual-core Cortex-M0+ qu’on retrouve dans la Raspberry Pi Pico, et expose un port USB-C type-C qui présente l’ensemble comme un périphérique de stockage de masse standard. Enfin les cartes mémoire FERRIT-M8 embarquent les puces F-RAM proprement dites, connectées au contrôleur en bus SPI/QSPI.
💡 Pour comprendre : qu’est-ce que la F-RAM et pourquoi elle tient 200 ans
La F-RAM (ferroelectric RAM, parfois écrite FRAM ou FeRAM) est une mémoire non volatile qui stocke l’information sous forme de polarisation d’une couche ferroélectrique, généralement du zirconate-titanate de plomb (PZT). Contrairement à la flash NAND qui retient ses charges dans une cellule isolée par une fine couche d’oxyde qui finit par s’user à chaque écriture, la F-RAM ne dégrade quasiment pas son support physique au fil des cycles. Résultat : des endurances annoncées de 10¹² à 10¹⁵ cycles d’écriture (contre 1 000 à 100 000 pour la flash grand public) et une rétention théorique de 200 ans à 35 °C selon les fiches techniques des fabricants comme RAMXEED. La contrepartie, c’est un coût par mégaoctet sans commune mesure avec la flash, ce qui explique que cette technologie reste cantonnée aux applications IoT critiques, automobile et désormais archivage.
Le bus SPI/QSPI mérite aussi qu’on s’y attarde, parce que c’est lui qui détermine la bande passante réelle de l’ensemble.
💡 Pour comprendre : le bus SPI/QSPI entre le contrôleur et les cartes mémoire
Le SPI (Serial Peripheral Interface) est un protocole de communication série très répandu dans l’électronique embarquée : un contrôleur dialogue avec un ou plusieurs périphériques sur une ligne de données unique, à des fréquences typiques de quelques dizaines de MHz. Le QSPI (Quad SPI) en est la déclinaison rapide, qui utilise quatre lignes de données en parallèle et quadruple le débit théorique. Sur FERRIT, ce choix est cohérent avec le RP2040 qui dispose nativement d’un contrôleur QSPI, mais cela impose surtout que la solution ne joue pas dans la cour des SSD NVMe : on parle ici de débits de l’ordre du Mo/s, pas du Go/s. C’est une mémoire d’archivage, pas une mémoire de production.
FERRIT ne cherche pas à concurrencer les SSD NVMe : c’est un coffre-fort numérique de longue durée, pas un disque de travail.
Pour mettre l’offre Machdyne en perspective face aux autres solutions d’archivage disponibles sur le marché européen, un détour par les disques Blu-ray M-DISC pour archivage longue durée donne une idée des tarifs pratiqués sur la concurrence optique.
200 ans à 35 °C, mais combien à 55 °C ?
Machdyne ne communique pas officiellement sur la référence exacte du chip F-RAM utilisé, mais les schémas KiCad publiés sur GitHub montrent des composants au format SOIC-16 (7,5 × 10,3 mm, pas de 1,27 mm) et de 1 Mo de capacité unitaire. La seule référence du marché correspondant à ces caractéristiques est la puce RAMXEED MB85RQ8MXPF, dont la fiche technique annonce 10¹³ cycles d’écriture à 105 °C, 10¹⁴ cycles à 85 °C, et une rétention de 200 ans à 35 °C.
Le point important, qui passe souvent à la trappe dans la communication marketing, c’est que la rétention chute drastiquement avec la température. La fiche technique du fabricant donne 95 ans à 55 °C et seulement 10 ans à 105 °C. Autrement dit, FERRIT tient ses promesses dans un environnement d’archives climatisé à température ambiante stable, mais beaucoup moins dans un serveur en datacenter chaud ou un placard non climatisé en plein été.
L’autre limite logique du système, c’est que ses promesses portent sur la mémoire F-RAM, pas sur l’ensemble du dispositif. Le microcontrôleur RP2040 n’a aucune chance de fonctionner pendant deux siècles, et la connectique USB-C aura probablement disparu bien avant 2100. Machdyne le reconnaît implicitement en publiant l’ensemble des schémas et des firmwares en open source : si dans 50 ans le contrôleur d’origine est mort, n’importe quel ingénieur pourra théoriquement reconstruire un lecteur compatible.
FERRIT face aux autres solutions d’archivage longue durée
Pour situer la proposition de Machdyne, un comparatif s’impose avec les références actuelles du stockage de très longue durée sur le marché européen.
| Caractéristique | Machdyne FERRIT | M-DISC Blu-ray (Verbatim) | Bande LTO-9 |
|---|---|---|---|
| Technologie | F-RAM ferroélectrique | Gravure inorganique optique | Bande magnétique |
| Capacité | 8 Mo à 256 Mo | 25 à 100 Go par disque | 18 To natif par cartouche |
| Rétention annoncée | 200 ans à 35 °C | ~100 à 1000 ans (théorique) | 30 ans |
| Cycles d’écriture | Quasi illimités | 1 (écriture unique) | ~20 000 passages |
| Interface | USB-C, mass storage | Graveur Blu-ray standard | Lecteur LTO dédié |
| Coût indicatif | ~6 400 $ de chips pour 256 Mo (estimation) | 5 à 15 € par disque | 80 à 130 € par cartouche |
| Cible | Archivage critique, clés cryptographiques | Particuliers et PME | Entreprises, datacenters |
Le tableau parle de lui-même : FERRIT joue dans une catégorie totalement à part. Sa capacité dérisoire face à du LTO le réserve exclusivement aux données les plus critiques d’une organisation (certificats, clés cryptographiques, documents fondateurs, registres historiques), pas à la sauvegarde généraliste. Pour cet usage, son intérêt est réel : contrairement au M-DISC, FERRIT autorise la réécriture, et contrairement à la bande LTO, il ne nécessite ni lecteur propriétaire ni rotation périodique de cartouches. Pour des sauvegardes plus volumineuses du quotidien, mieux vaut se tourner vers les SSD NAS adaptés au stockage longue durée, qui restent le compromis volume/durabilité le plus accessible.
Programme pilote, prix mystère et open source intégral
Machdyne ne vend pas FERRIT au catalogue : le constructeur demande aux clients potentiels combien ils seraient prêts à payer.
La commercialisation actuelle de FERRIT est aussi originale que la technologie. Pas de page produit avec un prix affiché, pas de fiche e-commerce, pas même une fourchette indicative : Machdyne ouvre un programme pilote pour les institutions intéressées et collecte les retours sur le prix que ces dernières seraient prêtes à mettre. À titre de référence, la simple matière première en puces F-RAM représente déjà environ 6 400 $ pour les 256 puces nécessaires à une configuration full 256 Mo, sans compter les PCB, le boîtier, l’assemblage et la marge.
L’autre angle qui distingue Machdyne, c’est l’open source intégral. Les schémas KiCad, les layouts PCB, le firmware en C et la documentation sont publiés sur GitHub sous une licence maison baptisée Lone Dynamics Open License, qui se résume à une exigence de conservation du copyright et à un disclaimer d’usage à ses risques. C’est une vraie différence stratégique face aux solutions propriétaires : si Machdyne disparaît, le projet reste reproductible par un tiers compétent en électronique.
Pour les organisations qui n’ont ni le budget ni l’usage d’un système F-RAM à plusieurs milliers d’euros, sinon je suis là pour orienter vers des alternatives d’archivage longue durée plus accessibles, j’ai testé pas mal de solutions sur le segment HDD archive et M-DISC, et il y a moyen de bâtir une stratégie 3-2-1 sérieuse pour beaucoup moins cher.
Pour suivre l’évolution du programme pilote et les éventuelles disponibilités commerciales, vous pouvez consulter le site officiel de Machdyne, qui héberge également les schémas open source et la documentation technique des modules FERRIT.
Qu’est-ce que la mémoire F-RAM utilisée dans FERRIT ?
La F-RAM, ou ferroelectric RAM, est une mémoire non volatile qui stocke l’information sous forme de polarisation d’une couche ferroélectrique en zirconate-titanate de plomb (PZT). Contrairement à la flash NAND, sa structure physique ne se dégrade pratiquement pas à chaque cycle d’écriture, ce qui lui confère une endurance de 10¹² à 10¹⁵ cycles et une rétention théorique de 200 ans à 35 °C. Sa principale limite reste son coût élevé par mégaoctet, qui la cantonne aux applications critiques.
Quelle est la capacité maximale du système FERRIT ?
FERRIT supporte de 8 Mo à 256 Mo selon le nombre de cartes mémoire FERRIT-M8 installées dans le backplane FERRIT-16. La configuration maximale combine 16 cartes mémoire double face, chacune équipée de 16 puces F-RAM de 1 Mo, soit 256 puces au total. À ce jour, les modules actuellement produits sont en version simple face, ce qui limite la capacité réelle d’un kit complet à 128 Mo.
Combien coûte le système FERRIT ?
Machdyne n’a pas publié de prix officiel à ce jour. La société allemande pratique un modèle inhabituel : elle demande aux clients potentiels du programme pilote combien ils seraient prêts à payer. À titre d’ordre de grandeur, le seul coût en puces F-RAM pour une configuration 256 Mo avoisine 6 400 dollars sur la base du tarif Mouser du chip RAMXEED MB85RQ8MXPF, sans compter les PCB, l’assemblage et la marge constructeur.
Comment fonctionne l’architecture modulaire FERRIT ?
Le système se compose de trois briques. Le backplane FERRIT-16 est un fond de panier passif avec 16 slots pour cartes mémoire et un slot dédié au contrôleur. Le contrôleur FERRIT-CY, basé sur un microcontrôleur Raspberry Pi RP2040, expose un port USB-C qui présente l’ensemble comme un stockage de masse standard. Les cartes mémoire FERRIT-M8 embarquent 8 puces F-RAM (16 en double face) connectées en bus SPI/QSPI vers le contrôleur, ce qui permet d’ajuster la capacité par incréments de 8 ou 16 Mo selon les besoins.
Le système est-il vraiment garanti pour 200 ans ?
La rétention de 200 ans s’applique uniquement à la mémoire F-RAM elle-même, et à une température de stockage stable de 35 °C. À 55 °C, la fiche technique de la puce identifiée tombe à 95 ans, et à 105 °C à seulement 10 ans. Par ailleurs, le contrôleur RP2040 et la connectique USB-C n’ont aucune chance de fonctionner aussi longtemps : Machdyne mise sur l’open source intégral pour garantir qu’un lecteur compatible puisse être reconstruit dans le futur si nécessaire.
Où acheter le FERRIT en France ?
Pour l’instant, FERRIT n’est pas commercialisé sur le marché grand public, ni en France ni ailleurs. Machdyne, qui est une société allemande basée à Ebrach en Bavière, a ouvert un programme pilote réservé aux institutions et organisations intéressées par l’archivage critique. Les réservations passent par la page produit du site officiel, et le constructeur ne s’engage à ce jour ni sur un prix ni sur une date de mise en vente publique.
