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技术革新日新月异:3D NAND及PCIe NVMe SSD晋升巿场主流

2016-10-28来源: EEWORLD 关键字:NAND  SSD


慧荣科技全新主控解决方案为新生代SSD产品开发设计保驾护航
 
以相同的成本,却能达到倍增的容量,各家内存大厂对3D NAND创新技术的强力投入,预告了2017年将成为3D NAND固态硬盘(SSD)爆发成长的起点。加上Intel制定的Non-Volatile Memory Express(NVMe;非挥发性内存高速规格)超高传输接口的普及登场。容量更大、价格更低、寿命更长、速度更快,新世代SSD产品的卓越价格性能比,预期将大幅拉近与传统硬盘市场的规模差距,两种储存装置已逐渐接近黄金交叉点,高速大容量SSD将成为各式系统设备及消费者的优先选择。
3D NAND带动SSD市场爆炸性成长
 
根据研究机构Research and Markets公司,在九月底发表的调查报告指出:2016到2020年,PCIe SSD市场年均复合成长率(CAGR)将高达33.24%。市场大幅成长的关键原因之一,就是三星、镁光、英特尔及东芝等大厂,对3D NAND投入总额高达180亿美元的生产研发经费。其中英特尔更计划在2015年,于中国市场投入5.5亿美元设立3D NAND厂房。主要大厂对3D NAND技术的持续加码,将能快速扩大预测期间的全球SSD市场规模。
 
再加上,英特尔领导制定的NVMe接口标准,得到各系统大厂的支持及导入,更让PCIe SSD产品呈现出全新的高速传输风貌。NVMe能透过高带宽、低延迟的PCIe总线传输信道,跨越SATA的6GB/s及SAS的12GB/s的传输带宽限制,大幅提升读写效能。NVMe PCIe SSD预估将成为主流,取代SATA/SAS SSD,同样将带动SSD市场需求。
 
主控技术是效能关键所在
 
面对3D NAND技术持续创新,以及NVMe接口标准的演进效能,SSD厂商需要更先进的控制芯片与韧体解决方案,才能开发设计出使用寿命、速度、稳定及可靠性更高的SSD产品。
 
全球领导IC设计公司慧荣科技(Silicon Motion Technology),日前就推出了两款专为3D TLC NAND及NVMe PCIe SSD技术设计的新一代控制芯片解决方案 - SM2258及SM2260。
 
6月份推出的SM2258,支持主流2D/3D TLC NAND及SATA接口;8月份发表的SM2260,则是遵循NVMe PCIe标准,支持3D MLC/TLC的SSD控制芯片。全面迎向爆发成长的3D NAND SSD市场,再加上慧荣最完整的韧体解决方案,可针对不同的NAND Flash进行量身订制,将能够协助SSD厂商,开发出最具竞争力的3D NAND SSD产品,领先推出市场抢得先机。
 
SM2258及SM2260提供慧荣独到Turn-Key式完整解决方案,包含完整的硬件及韧体技术,能够带来更大的容量、同类产品最佳效能、超低功耗、更长的使用寿命及卓越的数据稳定度。在展示中,SM2260的8通道设计,最高可支持2TB容量;搭配3D NAND的NVMe PCIe高速传输效能,读取及写入速率更分别可达到2370MB/1039MB惊人数字。 
 
两款控制器都采用了慧荣兼具LDPC及RAID Data Recover功能的NANDXtend™ 三维解错修正技术。可大幅提高SSD的P/E Cycle达3倍以上,有效延长SSD使用寿命,并且提供更高效率的数据纠错与校准能力,带来最稳定的数据完整性。
 
先进纠错技术大幅提升SSD寿命及效能
 
新的3D堆栈与三层式储存(TLC)设计架构,让NAND Flash芯片容量密度激增、成本下滑。但也因此,SSD主控的纠错修正技术就显得更加重要,特别是在3D NAND更复杂的架构下,需要高效率的纠错修正技术,才可以确保SSD的稳定度,并且也能同时提升SSD寿命及效能。 
 
 
图:相较于传统BCH ECC算法,LDPC拥有更高的解错效能,同时使用功率更低。
 
慧荣最具实力的NANDXtend™三维解错修正技术,是为先进SSD产品所独家开发的先进韧体技术,结合LDPC(低密度奇偶修正码)及RAID Data Recover修正技术,能高速平行译码并精准修正错误。最新一代NANDXtend技术,更特别增强了电力效率,在SSD大量纠错修正解码时,不会消耗更多的电力;并且还能加强解码及纠错效率、缩短解码及纠错时间,提供更快的SSD运行效能。
 
 
 
图:最新NANDXtend技术,可以提高20%的电力效能、40%的解码效率、25%的软解码校正能力、以及2倍的硬解码校正效能。
 
SSD在全新使用状态下,因为NAND Flash的抹写次数较少,因此还不太需要启动纠错修正机制。但随着长时间使用后的抹写次数增加,将需要启动纠错修正机制,以确保数据的读写正确性 - SSD使用时间越长,需要越多的纠错修正机制,因此将会影响到SSD速度。而最新一代NANDXtend™技术,大幅强化了纠错修正效能,能以更快的速度进行译码修正。让SSD即使在长期使用Dirty状态下,也不会有掉速的疑虑。

 
图:新一代NANDXtend™拥有更高的译码效率,即使在Dirty状态也够全力发挥效能,不影响速度稳定韧体带来稳定SSD效能
 
SSD产品优异的关键,除了NAND Flash及主控芯片外,更重要的是最佳的韧体搭配,才能活化加速SSD的运作。韧体稳定度,将影响SSD的整体存取稳定性。
 
SM2260及SM2258两款3D NAND Flash主控方案,整合了最稳定的硬件与韧体完整方案。为了确保韧体开发的稳定性,在主控产品方案上市推出时,各项韧体还必须经过严格测试,以确保符合各大OEM厂的设计标准。慧荣的多项韧体测试包括:
 
高温NVMe烧入测试
电力循环测试及断电回复测试
NVMe兼容测试
OS操作系统兼容测试
主机兼容测试
 
面向3D NAND市场的最佳主控解决方案
 
3D NAND大潮来袭,加上NVMe PCIe等新标准的普及支持,将进一步推动SSD市场在未来数年的快速扩张,为SSD厂商带来新的发展与挑战机会。而如何采用最优异的SSD主控方案,实现低成本高效能的产品开发目标,将是面向3D NAND SSD市场的成败关键所在。
 
慧荣的各项最新3D NAND主控解决方案,能全面支持3D MLC/TLC NAND开发设计,提供量身订做的硬件及韧体解决方案,满足差异化的市场需求。最新的SM2258及SM2260等多款控制芯片解决方案,已经由各大SSD开发商导入采用,相继推出由企业到消费等级的各式最新SSD产品,协助打造从数据中心到笔电、平板的多样客户应用情境,并且赢得用户最佳口碑,是市场上最值得信赖的新世代SSD主控芯片品牌。
 
有关慧荣科技
慧荣科技是致力于设计、开发和推广高性能、低功耗半导体解决方案的全球IC设计领导厂商,产品主要面向移动存储和移动通信市场的OEM厂商及其它客户。在移动存储市场,我们的主要产品为应用于固态存储设备诸如SSD、eMMC和其它嵌入式闪存应用以及移动存储产品的微控制器。在移动通信市场,我们的主要产品为手机收发器及移动电视IC解决方案。我们的产品广泛应用于智能手机、平板电脑、以及工业和商业应用等领域。

关键字:NAND  SSD

编辑:刘东丽 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qrs/article_2016102831425.html
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