前言

闪存技术的不断发展,传统的存储接口协议在性能上已逐渐无法满足固态硬盘的需求。NVMe 是专门为基于闪存的存储设备而设计的一种高性能、低延迟的接口协议。它于 2011 年开始开发,由 NVM Express, Inc. 组织推动,旨在充分发挥闪存的快速读写特性。

NVMe 可以充分利用 PCIe接口的高带宽特性。与传统的 AHCI协议相比,NVMe 大大降低了命令处理的延迟。传统的 SATA 接口下,由于 AHCI 协议的限制,SSD 在处理读写命令时会有一定的延迟,而 NVMe 通过优化命令队列和处理机制,能够在极短的时间内响应主机的读写请求。

PCI-E 5.0 NVMe 芯片

目前,PCIe接口标准已发展至第五代,与之前几代标准相比,传输速度实现了成倍提升,显著增强了数据传输性能。在存储设备中,支持NVMe协议的PCIe 5.0 SSD主控芯片尤为重要,它们不仅能够充分发挥第五代PCIe接口的高带宽优势,还能够显著提升固态硬盘的读写速度和整体性能表现。

因此,PCIe 5.0 SSD主控芯片成为了满足高速数据处理需求的关键组件。接下来,充电头网将对当前市面上支持NVMe协议的PCIe 5.0 SSD主控芯片进行汇总和介绍,以帮助读者更好地了解这些技术产品的特点与应用前景。

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排名不分先后,按企业英文首字母排序。

Phison群联

群联PS5026-E26

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PHISON群联的PS5026-E26支持 PCIe 5.0 x4 通道和 NVMe 2.0 标准,采用台积电 12nm 工艺,内部集成 2 个 ARM Cortex-R5 核心及 3 个专用 IP 核心。读取速度可达 12GB/s,写入速度 11GB/s,4K 随机读取 150 万 IOPS,4K 随机写入 200 万 IOPS。

平头哥

镇岳510 NVMe主控芯片

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镇岳510是一颗高性能企业级SSD主控芯片,IO处理能力达到3400K IOPS,数据带宽达到14GByte/s,能效比达到420K IOPS/Watt。

镇岳510采用平头哥自研芯片与固件架构,通过良好的软硬件协同设计在实现性能突破的同时达到最佳能效。镇岳510芯片采用平头哥自研的低密度奇偶校验数据纠错算法,编码效率逼近香农极限,纠错性能也大幅提升,数据误码率低至10^-18。同时,镇岳510采用了软硬件一体的介质应用算法,能够准确预测介质的电平漂移,大幅改善长尾时延,给应用以高度一致性的性能体验。

Marvell

Marvell Bravera SC5控制器系列

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Marvell 推出的全球首款 PCIe 5.0 SSD 主控芯片,传输速度最高可达 14GB/s,随机性能高达 200 万 IOPS。支持 NVMe 1.4b 协议,具有 FIPS 安全认证、AES 256-bit 加密等功能,还搭载硬件级别的 “Elastic SLA Enforcer” 功能,可以大幅减少 CPU 占用率,改善用户体验。该主控支持第 5 代 NAND ECC 纠错技术,支持 3D QLC、TLC、SLC 等 NAND 闪存,有助于延长闪存颗粒使用寿命,并具有节能特性。

Microchip微芯科技

微芯 Flashtec NVMe 4016 PM8667

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Microchip推出业内最强的企业级PCIe 5.0 SSD主控,型号为“Flashtec NVMe 4016 PM8667”,该主控支持多达16个可编程的NAND闪存通道,接口速率最高可达2400MT/s,而且还可完整支持PCIe 5.0 x4、NVMe 2.0标准规范,并可搭配多种TLC、QLC闪存芯片。在性能方面,这款主控的标称吞吐量超过14GB/s,随机性能超过300万IOPS。而且,其还支持ACM、PCIe链接加密、高级虚拟化、可编程机器学习,ZNS,OCP等,可以满足数据中心的需求。

Silicon Motion慧荣科技

慧荣SM2508

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慧荣科技的旗舰级 PCIe 5.0 SSD 主控芯片,采用台积电6nm工艺,支持 NVMe 2.0,内建 8 个最高支持 3600MT/s 速率闪存通道,顺序读写最高可达 14.5GB/s 和 14GB/s,随机读写速度可达 250 万 IOPS。该芯片采用 4 个 ARM Cortex R8 处理器与 1 个 ARM Cortex M0 处理器的搭配,能实现更高的并行度、更低的功耗和更高的频率,兼顾性能与功耗的均衡。

STARBLAZE忆芯科技

忆芯STAR1500

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STAR1500是忆芯全新一代高端消费级PCIe5.0 SSD主控芯片,采用8核64位RISC-V多核处理器架构,支持PCIe Gen5接口和NVMe2.0协议,采用8nm制程,顺序读性能高达14.4GB/s。STAR1500为8路闪存通道,目标为数据中心级和高端消费级市场。STAR1500支持EP/RC功能、采用ONFI5.1闪存协议接口与DDR5内存协议接口,最大支持容量达到了64TB;安全功能上增加了防侧信道攻击功能,进一步提升了安全防护等级。

忆芯STAR1516

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STAR1516是忆芯科技自主研发的全新一代高端企业级PCIe5.0 SSD主控芯片。自研企业级SSD架构,硬件加速器提升地址映射、数据搬移和数据计算效率;支持第五代StarNVMe®架构,提供极致延迟性能;支持第五代StarSecurity安全算法,支持硬件实时数据加解密,支持侧信道攻击防护;支持第五代StarLDPC®架构,提供更强纠错能力。STAR1516为16路闪存通道,目标为高性能企业级市场。

YingRen英韧科技

英韧YRS900

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YRS900是英韧科技首款量产的PCIe 5.0企业级国产主控,采用开源的RISC-V架构,支持PCIe 5.0接口,顺序读取速度达14GB/s,顺序写入速度达12GB/s,并支持包括FDP (Flexible Data Placement)、SR-IOV硬件虚拟化技术、CMB等特性在内的多种特性,匹配更多客制化需求。

YEESTOR得一微

得一微YS9501

得一微业界性能领先的PCIe Gen5 NVMe企业级SSD 控制器,可满足各种云计算和企业级环境对高可靠性、高性能SSD 的应用需求。支持PCIe Gen5×4、16通道、ONFI 5.0 NAND、DDR5/DDR4,以及4K码长的LDPC引擎。此外,该控制器还支持透明压缩、加解密,支持标准SSD、OC SSD、ZNS SSD形态。YS9501具有高性能、低延迟,和稳定的服务质量(QoS)表现,全面满足企业级/数据中心对SSD的需求。

顺序读速度为14.5 GB/s,顺序写速度为12 GB/s,随机读速度为3,000,000 IOPS,随机写速度为3,000,000 IOPS。

充电头网总结

在PCIe 5.0和NVMe协议的推动下,固态存储技术迎来了显著的性能突破,特别是在数据传输速度、IOPS表现和功耗管理方面,带来了前所未有的优化。这一代主控芯片通过集成先进的处理器架构、闪存通道管理技术以及纠错算法,不仅满足了数据中心、企业级应用的高性能需求,也为消费者级市场提供了更快、更可靠的存储解决方案。

各大厂商推出的PCIe 5.0 NVMe SSD主控芯片,具备了强大的处理能力和扩展性,支持多通道NAND接口、高效的纠错机制,以及更为严谨的数据安全管理功能。这些技术创新无疑推动了存储设备的高效发展,特别是在高负载场景下展现了出色的响应速度和稳定性。