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SSD走向国产化，不妨先从主控芯片谈起
2021-09-14 11:10:00
谈到SSD主控，不少人想到的都是三星、Marvell、群联和慧荣等厂商，中国大陆的存储芯片厂商虽然起步较晚，却已经有了迎头赶上的趋势。目前主流的SSD主控都在往PCIe上突破，那么国产的主控芯片是否已经有了与国际大厂争雄的实力呢？
英韧科技-RainierQX
2020年，英韧科技已经量产了12nm的PCIe 4.0 SSD主控芯片Rainier IG5236，近日更是发布了Rainier系列的新品，也可以说是IG5236的低成本版本，同采用12nm FinFET工艺的PCIe 4.0主控芯片RainierQX（IG5220）。RainierQX采用PCIe 4.0 x 4接口，支持NVMe 1.4。与IG5236相比，除了采用DRAMless之外，RainierQX将8个NAND通道减为4个NAND通道，峰值功耗也从3W降低至2.5W。
RainierQX/Q /英韧科技
根据英韧科技给出的数据，虽然少了几个NAND通道，但由于支持到2400MT/s的NAND接口速度，因此该主控的顺序读取峰值性能超过7GB/s，顺序写入性能超过6GB/s，最大支持到4TB的SSD容量。英韧科技也为该芯片用上了专用的ECC方案，利用4K LDPC技术，为TLC和QLC颗粒提供优秀的纠错能力。
DRAMless本身也是一种降低BOM成本和降低大小的方式，随着当前DRAM成本也在逐渐增加的情况，以DRAMless方案打造高性价比的PCIe 4.0 SSD自然也成了首选。不过英韧科技也同步推出了带DRAM的方案RainierQ（IG5221），该芯片可以集成16位最高8GB的DDR SDRAM，而采用该芯片的的SSD最大支持容量为8TB。
联芸科技-MAP1001-C
联芸科技基于NVMe 1.3技术开发了数款PCIe 3.0 x 4接口的主控芯片，包括DRAM芯片MAP1001-C与MAP1003-C，还有DRAMless的MAP1002-C和MAP1202-C。以上芯片均集成了联芸科技最新的Agile ECC技术，做到了优秀的纠错表现，同时与市面上的MLC、TLC和QLC颗粒进行了适配。
采用联芸MAP1001主控的海康威视SSD / 海康威视
这些芯片均采用28nm的制程，但只有MAP1001-C采用了八通道设计，并做到了最高3500MB/s的顺序读取速度和3000MB/s的顺序写入速度，最高支持容量为8TB。DRAMless芯片嵌入了独特SRAM融合Smart Cache架构，以智能虚拟化缓存池提高读写速度并降低功耗。
忆芯科技-STAR1000P
忆芯科技于2017年推出了高端消费级/入门企业级的PCIe 3.0 NVMe SSD控制器STAR1000，并于2019年推出了该产品的第二代STAR1000P。STAR1000P不仅支持到NVMe 1.3，也将最高顺序读取速度从3GB/s提升至3.5GB/s，顺序写入速度也提高至3GB/s，随机写入和随机读取速度均可达到600K IOPS的峰值，满载下的功耗更是低至2W。
STAR1000P / 忆芯科技
STAR1000P采用了8通道的设计，最高支持到32TB的SSD容量。不仅如此，该芯片采用了Synopsys的ARC处理器HS38来做多核设计。据了解，忆芯科技已经在开展下一代STAR2000主控芯片的开发，将制程从28nm升级至12nm，并集成Synopsys的下一代ARC CPU。
泽石科技-神农Tensor
泽石科技在去年推出了国内首款全国产宽温PCIe NVMe SSD IP104X/IP103X，这款SSD产品可以在-20~70℃/-15~70℃的温度范围下正常工作，非常适合工控领域的存储应用。IP104X/IP103X采用了泽石科技自研的28nm PCIe 3.0主控芯片“神农Tensor”。该芯片采用了PCIe 3.0 x 4接口，支持NVMe 1.3和8通道，适配SLC、MLC、TLC和QLC闪存颗粒。
IP104X/IP103X / 泽石科技
基于神农Tensor开发的SSD最高顺序读取速度达3.5GB/s，顺序写入速度达到3.0GB/s，最高支持16TB的容量。此外，该芯片还支持自行选择DDR和DRAMless设计，比如其IP104X/IP103X产品就搭载了长鑫的DDR4缓存。在加密算法上，不仅支持硬件SHA256/RSA2048/TRNG等加密算法，也支持到国密一级的安全防护。
结语
从以上产品来看，国产SSD主控芯片中已经做到了PCIe 4.0和7GB/s以上的只有英韧科技，结合长江存储的闪存，已经可以做到媲美其他高端SSD产品的性能。而其余的国产厂商也在加紧追赶，尚在PCIe 3.0转4.0的过渡阶段。还有的厂商也在主攻SATA的SSD主控，或是在企业级或工业级SSD市场寻求突破。但可以肯定的是，在威刚、嘉合劲威、海康威视和七彩虹等厂商的眼中，国产主控芯片已然成了合格的备选。
英韧科技-RainierQX
2020年，英韧科技已经量产了12nm的PCIe 4.0 SSD主控芯片Rainier IG5236，近日更是发布了Rainier系列的新品，也可以说是IG5236的低成本版本，同采用12nm FinFET工艺的PCIe 4.0主控芯片RainierQX（IG5220）。RainierQX采用PCIe 4.0 x 4接口，支持NVMe 1.4。与IG5236相比，除了采用DRAMless之外，RainierQX将8个NAND通道减为4个NAND通道，峰值功耗也从3W降低至2.5W。
RainierQX/Q /英韧科技
根据英韧科技给出的数据，虽然少了几个NAND通道，但由于支持到2400MT/s的NAND接口速度，因此该主控的顺序读取峰值性能超过7GB/s，顺序写入性能超过6GB/s，最大支持到4TB的SSD容量。英韧科技也为该芯片用上了专用的ECC方案，利用4K LDPC技术，为TLC和QLC颗粒提供优秀的纠错能力。
DRAMless本身也是一种降低BOM成本和降低大小的方式，随着当前DRAM成本也在逐渐增加的情况，以DRAMless方案打造高性价比的PCIe 4.0 SSD自然也成了首选。不过英韧科技也同步推出了带DRAM的方案RainierQ（IG5221），该芯片可以集成16位最高8GB的DDR SDRAM，而采用该芯片的的SSD最大支持容量为8TB。
联芸科技-MAP1001-C
联芸科技基于NVMe 1.3技术开发了数款PCIe 3.0 x 4接口的主控芯片，包括DRAM芯片MAP1001-C与MAP1003-C，还有DRAMless的MAP1002-C和MAP1202-C。以上芯片均集成了联芸科技最新的Agile ECC技术，做到了优秀的纠错表现，同时与市面上的MLC、TLC和QLC颗粒进行了适配。
采用联芸MAP1001主控的海康威视SSD / 海康威视
这些芯片均采用28nm的制程，但只有MAP1001-C采用了八通道设计，并做到了最高3500MB/s的顺序读取速度和3000MB/s的顺序写入速度，最高支持容量为8TB。DRAMless芯片嵌入了独特SRAM融合Smart Cache架构，以智能虚拟化缓存池提高读写速度并降低功耗。
忆芯科技-STAR1000P
忆芯科技于2017年推出了高端消费级/入门企业级的PCIe 3.0 NVMe SSD控制器STAR1000，并于2019年推出了该产品的第二代STAR1000P。STAR1000P不仅支持到NVMe 1.3，也将最高顺序读取速度从3GB/s提升至3.5GB/s，顺序写入速度也提高至3GB/s，随机写入和随机读取速度均可达到600K IOPS的峰值，满载下的功耗更是低至2W。
STAR1000P / 忆芯科技
STAR1000P采用了8通道的设计，最高支持到32TB的SSD容量。不仅如此，该芯片采用了Synopsys的ARC处理器HS38来做多核设计。据了解，忆芯科技已经在开展下一代STAR2000主控芯片的开发，将制程从28nm升级至12nm，并集成Synopsys的下一代ARC CPU。
泽石科技-神农Tensor
泽石科技在去年推出了国内首款全国产宽温PCIe NVMe SSD IP104X/IP103X，这款SSD产品可以在-20~70℃/-15~70℃的温度范围下正常工作，非常适合工控领域的存储应用。IP104X/IP103X采用了泽石科技自研的28nm PCIe 3.0主控芯片“神农Tensor”。该芯片采用了PCIe 3.0 x 4接口，支持NVMe 1.3和8通道，适配SLC、MLC、TLC和QLC闪存颗粒。
IP104X/IP103X / 泽石科技
基于神农Tensor开发的SSD最高顺序读取速度达3.5GB/s，顺序写入速度达到3.0GB/s，最高支持16TB的容量。此外，该芯片还支持自行选择DDR和DRAMless设计，比如其IP104X/IP103X产品就搭载了长鑫的DDR4缓存。在加密算法上，不仅支持硬件SHA256/RSA2048/TRNG等加密算法，也支持到国密一级的安全防护。
结语
从以上产品来看，国产SSD主控芯片中已经做到了PCIe 4.0和7GB/s以上的只有英韧科技，结合长江存储的闪存，已经可以做到媲美其他高端SSD产品的性能。而其余的国产厂商也在加紧追赶，尚在PCIe 3.0转4.0的过渡阶段。还有的厂商也在主攻SATA的SSD主控，或是在企业级或工业级SSD市场寻求突破。但可以肯定的是，在威刚、嘉合劲威、海康威视和七彩虹等厂商的眼中，国产主控芯片已然成了合格的备选。
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