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三星、东芝已入局!盘点:哪些企业走在PCIe 4.0 SSD产业链前端?

编辑:Mavis 发布:2019-08-22 12:22

随着互联网的普及,人类社会已经迈入数字时代,我们的生活、工作无时无刻不被大量的数据包围,越来越多的数据需要被存储、传输、分析以及处理,这些需求也在不断推动着科技的进步。在存储领域中,传统硬盘HDD凭借其容量高、成本低,以及长寿命的特点称霸数据存储领域将近60年。然而,近年来,随着数据量爆发式增长,对存储设备运行速度、IO访问性能以及与CPU搭配运行的综合性能等都提出更高的要求,传统的机械硬盘由于其内部结构限制,无法突破瓶颈,以电子技术为基础的SSD(固态硬盘)近几年需求强劲。

接口规范不断升级,推动SSD向更高传输速率发展

从硬件结构来看,典型的固态硬盘由主控、闪存芯片、缓存芯片、接口以及固件组成,闪存芯片无疑是固态硬盘中的核心部件。然而,随着闪存芯片的不断发展,从最初的SLC、MLC,到目前主流的TLC以及新兴的QLC闪存,NAND结构也由最初的2D平面到3D立体,目前原厂已小批量量产100+层3D NAND,随着存储容量翻倍增长、成本大幅度降低,但是也伴随着产品寿命短,价格相对HDD依然昂贵等不足,需要平台、主控、缓存及接口各部件协同优化,才能最大程度发挥固态硬盘的长处。

其中接口作为连接SSD和计算机设备的“大门”,其性能的上限直接决定了SSD产品性能的“天花板”高度。因此,研发人员不遗余力的寻求“扩宽”这座大门的方法,从最初的SATA接口到PCIe接口,PCIe接口凭借其高带宽以及可以进行点对点串行连接的特点被认为是替代SATA接口的第三代总线技术。

目前PCI-SIG组织已经批准了PCIe 5.0的0.9版规范,这意味着正式版规范已经不远了。PCIe 4.0规范作为面世的最高等级接口规范,与上一代PCIe 3.0相比,第4代接口规范的传输速率以及带宽都是翻倍增长。2019上半年存储产业遭遇困境,创新的产品成为企业成长的关键,因此PCIe 4.0 SSD成为各家必争之地。

平台:AMD率先支持PCIe 4.0,英特尔已在路上!

今年5月底,AMD推出第二代霄龙和第三代锐龙处理器、X570主板、RX 5700系列显卡率先引入PCIe 4.0,从数据中心到消费级市场都是首发,引爆了PCIe SSD商机。但是要实现PCIe 4.0 SSD的普及,英特尔的支持则是必不可少。

有消息称,英特尔将推出的名叫“幻影峡谷”的游戏NUC搭载英特尔10nm+的Tiger Lake”28瓦TDP处理器,支持PCIe 4.0,将搭载GTX 1660 Ti和RTX 2060,视频输出支持HDMI 2.1,还有两个MiniDP 1.4。有两个SODIMM插槽,最高支持64GB DDR4,支持2280、22110的M.2 NVMe/SATA SSD。

主控:群联和Marvell率先支持PCIe 4.0

群联

5月底,群联与AMD联手宣布PCIe4.0时代来临,并首发业内第一颗PCIe Gen4x4 NVMe SSD控制芯片:PS5016-E16,搭配群联第四代LDPC的纠错引擎 (ECC Engine)以及最新的3D NAND Flash技术,最高连续读写效能超过4000MB/s。

PS5018-E18是PS5016-E16的升级版,采用12nm工艺,支持DDR4/LPDDR4缓存,支持PCIe 4.0 x4规格,连续读写速度均可达7000MB/s,逼近PCIe 4.0 x4极限性能,以及支持TLC及QLC NAND和NVMe 1.4协议等。

群联PS5019-E19T则是DRAM-Less PCIe 4.0 SSD控制芯片,连续读写性能都达到3750MB/s,针对功耗敏感或是散热要求的应用系统,例如笔记本电脑或是游戏主机。

Marvell

Marvell在今年8月份推出三款PCIe Gen4 NVMe SSD控制芯片,包括88SS1321、88SS1322和88SS1323,是采用业界先进的12nm工艺制造,支持3D NAND和QLC NAND,支持PCIe Gen4接口,支持DRAM-base或DRAM-less,支持M.2(22110至2230)、BGA、EDSFF和U.2 SSD等多种形态,用于满足下一代数据中心和边缘设备对低功耗和高性能的需求,如人工智能(AI)和5G的增长。

慧荣

慧荣推出了SM2264和SM2267两款PCIe 4.0主控芯片,区别在于前者是8通道,后者只有4通道,均可支持最新的9x层堆叠的3D TLC/QLC NAND。

其中,SM2264是高端产品,支持8通道闪存,最大容量16TB,连续读取速度6.5GB/s,最大连续写入3.9GB/s,随机读写IOPS都可达到700K。SM2267则是主流方案,支持4通道闪存,最大容量8TB,最大连续读取速度4GB/s,最大连续写入速度3GB/s,随机读写IOPS则有400K。

支持PCIe 4.0接口的控制芯片

目前有哪些PCIe 4.0 SSD

PCIe 4.0相较于上一代PCIe 3.0实现了传输速率持续提升,带宽翻倍增长以及容量提升,SSD厂商也纷纷抓住机遇推出自已品牌的PCIe 4.0产品,其中消费类SSD主要采用的仍然是群联PS5016-E16主控芯片,预计采用Marvell和慧荣的控制芯片的SSD产品不久也将会面世。

PCIe接口发展


对于企业级市场,三星和东芝都有推出PCIe 4.0固态硬盘新品,其中三星采用的是自家主控,最高读取速度可达8000MB/s,东芝产品信息相对较少,只是称容量有望高达30TB,预计明年将会面世。东芝存储器首席技术官Shigenori Yanagi 9月19日将会莅临CFMS2019以“迅速迭代的闪存技术,满足应用的不断创新”为主题展开演讲,揭晓更多东芝存储器发展规划。

支持PCIe 4.0接口的SSD

众所周知,存储产业的更新换代极快,且随着大数据以及5G时代的到来,存储设备朝着大容量、高速率的方向发展不会变,无论硬件的容量、传输、规范,还是软件配置都会服务于这一发展趋势,各大厂商也必然会紧追技术的脚步,保证自身在科技的洪流中不被淘汰。

9月19日,CFMS2019将在深圳华侨城洲际酒店盛大开幕,集齐五大原厂(三星、东芝、西部数据、英特尔、美光)、三大主控(群联、慧荣、Marvell)、重量级模组厂及应用厂商,聚焦产业热点话题,也将有很多创新技术和新品展示!
 

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