Новости про контроллер памяти

Компания опубликовала дорожную карту для SSD-контроллеров. Наибольший интерес вызвала модель PS5018-E18, которая планируется к выходу во второй половине 2020 года. Этот контроллер основан на процессоре Cortex-R5 ×3, изготавливаемому по 12 нм технологии на заводах TSMC.

Благодаря переходу на NVMe версии 1.4, скорость передаваемых данных составляет 1200 МТ/с на канал, при том что сейчас она достигает 800 МТ/с. Таким образом, максимальная скорость передачи составит 7 ГБ/с, как при чтении, так и при записи. Ещё одной приятной характеристикой станет скорость проведения случайных операций ввода-вывода, которая достигнет 1 миллиона IOPS. Максимальное энергопотребление контроллера составляет 3 Вт.

Контроллер SM2264 имеет 8 каналов связи для флэш-интерфейса. Он поддерживает до 16 ТБ памяти и позволяет развивать скорость при последовательном чтении в 6,5 ГБ/с и до 3,9 ГБ/с при записи. Случайные операции чип может выполнять на скорости до 700K IOPS. Он рассчитан на работу с современной 9х-слойной памятью 3D NAND типа TLC и QLC.

Кроме топового, компания Silicon Motion также представила контроллер среднего уровня SM2267. Он также предназначен для шины PCIe 4.0 x4 и поддерживает протокол NVMe 1.3. В отличие от старшей модели в нём имеется 4 канала флэш-интерфейса, а максимальный объём памяти составляет 8 ТБ. При последовательных операциях скорости чтения и записи составляют 4 и 3 гигабайта в секунду соответственно, а при случайных достигают 400K IOPS.

Потребительских решений на базе новых микроконтроллеров стоит ожидать лишь в следующем году.

Сейчас у компании уже есть контроллер для шины PCIe 4.0, который обладает скоростью в 5000 МБ/с. Этот контроллер уже применяется в накопителях Corsair, Galax и Gigabyte.

Скорость в 6500 МБ/с — это вдвое выше, чем предлагают лучшее современные накопители. Теоретическая пропускная способность шины PCIe 4.0 составляет 8 ГБ/с, но в реальности такой скорости добиться невозможно. Самый быстрый современный SSD, Samsung 970 Pro, предлагает скорость в 3500 МБ/с при теоретическом пределе шины 4 ГБ/с. Значит в будущем мы можем ожидать появления накопителя со скоростью 7000 МБ/с.

Стоит помнить, что новый контроллер со скоростью 6500 МБ/с появится в I квартале, однако производители создадут свои накопители на этом контроллере несколько позднее, ведь им нужно будет ещё выполнить проектирование и подобрать подходящую память.

В проводимой демонстрации контроллер Phison E16 показал невероятную скорость 4 ГБ/с при последовательном чтении и 4,2 ГБ/с при записи. В тесте использовался накопитель на базе 96-слойной TLC памяти Micron. В будущем новый контроллер будет использоваться с памятью Toshiba BiCS 4, и там он сможет разогнаться до скоростей 4,8 ГБ/с и 4,4 ГБ/с при чтении и записи соответственно. Однако всех больше интересует скорость случайного доступа, и здесь она также хороша и достигает 900 000 IOPS, как при чтении, так и при записи.

Новый контроллер Phison настолько передовой, что не нашлось ни одной материнской платы, куда его можно было бы поставить, поэтому инженеры использовали специальный конвертер PLDA Gen4HOST, который преобразует шину PCIe 3.0x16 в PCIe 4.0x8. Правда, этот факт никак не помешал разработчику сертифицировать контроллер для 4-го поколения PCI-e.

Компания планирует, что твердотельные накопители на базе Phison E16 будут доступны в III квартале этого года.

Контроллер 88SN2400 создан и оптимизирован для преобразования NVMe SSD в NVMe-oF SSD. Обеспечивая низкие задержки по сетевому интерфейсу и в полной мере загружая всю пропускную способность SSD, контроллер обеспечивает масштабируемое, высокопроизводительное разделение накопителей и вычислительной части. В нём используется простая маломощная не требующая больших вычислений сеть Ethernet, вместо традиционной шины PCIe, работающей в промышленных серверных SoC.

По мере роста объёмов хранимых данных, центры обработки данных начинают испытывать трудности в размещении серверов и их энергопотреблении. При этом сама вычислительная мощь остаётся невостребованной. Новый контроллер Marvell позволяет решить эту проблему, отделив накопители в специализированные масштабируемые модули.

В типичных стойках 2U24 с Gen3x4 SSD, контроллер 88SN2400 может обеспечить до 18 миллионов операций ввода-вывода в секунду. А при использовании коммутатора Marvell со скоростью 2 Тб/с, ЦОД может получить накопитель со скоростью 150 ГБ/с при меньшем, чем традиционные решения, энергопотреблении.

Контроллер-конвертер оптимизирован для малого размера и может устанавливаться в существующие системы.

По словам компании, контроллер обеспечивает скорость работы более 8 ГБ на секунду и более 2 миллионов операций ввода-вывода.

Кроме высокой скорости он обладает технологиями контроля целостности данных, характерными для промышленных накопителей, а также надёжной поддержкой RAID и ECC в накопителях будущего поколения на базе памяти TLC и QLC.

Высокая гибкость и программируемость контроллера обеспечивает пользователям уникальную оптимизацию собственных SSD решений для накопителей широкого применения, включая NVMe, KV и Open Channel SSD. Программируемость канального интерфейса контроллера обеспечивает клиентом будущую поддержку многих поколений технологий NAND.

Что касается стандарта NVMe, то сейчас контроллер NVMe поддерживает версию протокола 1.3. Об окончании опытного производства и начала выпуска устройств на базе этого контроллера пока ничего не сообщается.

Контроллер Phison PS5012-E12 придёт на смену серии E7. Он поддерживает шину PCI-Express 3.0x4 и обеспечивает скорости последовательного чтения и записи на уровне 3200/3000 МБ/с. Случайные же операции выполняются на скорости в 600 000 IOPS, что выше самого производительного решения Samsung, из имеющихся на рынке.

Модели Phison E8 и E8T работают на двух линиях PCIe Gen 3.0. Контроллер E8 работает в паре с DRAM кэшем, в то время как E8T не требует наличия буфера из оперативной памяти. Примечательно, что E8T использует функцию Host Memory Buffer из протокола NVMe 1.3. Эта функция для компенсации отсутствия собственной памяти позволяет использовать системную память компьютера.

Контроллеры могут обеспечивать скорость чтения и записи на уровне 1600/1000 МБ/с последовательно и 230/180 тысяч операций ввода-вывода при случайном доступе блоками по 4k. Неплохо для недорогих решений, во всяком случае, заметно быстрее SATA SSD.

Кроме NVMe решений компания также представила контролер SSD для шины Thunderbolt 3. Для работы с портативными SSD контроллер использует шину PCI-E 3.0 x4, с передачей данных по Thunderbolt 3. Скорость работы такой конструкции весьма высока и достигает 2500 МБ/с.

Среди них модель Maxiotek MK8113, созданная для накопителей с DRAM кэшем, и модель MK8115, предназначенная для недорогих версий NAND устройств без ОЗУ.  Первая из представленных моделей поддерживает двумерную и трёхмерную (стековую) память MLC, а также двумерную SLC NAND память объёмом до 2 ТБ. Модель MK8115, наряду с 3D TLC NAND, поддерживает также 2D SLC, 2D и 3D MLC память объёмом до 1 ТБ.

Обе модели контроллеров поддерживают современные стандарты шифрования, включая 256-bit AES, SM4, SED и TCG-OPAL.

Среди эксклюзивных возможностей отмечается AgileECC (эффективный метод коррекции ошибок), WriteBooster (отвечает за уборку мусора и TRIM), троттлинг частоты (управление питанием) и VPR (virtual parity recovery).

Примечательно, что контроллеры Maxiotek уже нашли себе применение в SSD от компании ADATA. Так, контроллер MK8115 используется в накопителях серии SU700 объёмом до 1 ТБ. Производительность диска довольно высока и составляет до 554 МБ/с при последовательном чтении и 529 МБ/с при записи.

Не смотря на то, что сумма сделки с Tidal Systems неизвестна, для Micron она является жизненно важной, ведь только так фирма сможет выдержать конкуренцию с Samsung. Теперь, когда все три компонента SSD изготавливаются Micron, она может выпустить в продажу эксклюзивные продукты, причём делать это быстрее и без накладок. Кроме того, наличие собственной команды разработчиков контроллеров и прошивок, Micron получит больше контроля над процессом OEM валидации.

Нет сомнений, что интеграция собственного контроллера во все продукты компании потребует больших затрат времени. Кроме того, после таких сделок, как правило, свои должности покидают лучшие специалисты. По опыту других подобных приобретений известно, что наём новых людей не всегда проходит гладко, так что теперь главная задача, стоящая перед Micron — интеграция новых разработок в существующий портфель фирмы.

Как оказалось, новые CPU совместимы с памятью DDR3L напряжением 1,35 В и памятью DDR4 напряжением 1,2 В. Обычная же память DDR3 питается напряжением 1,65 В, и она может повредить процессор.

В результате память, работающая на этом напряжении, может работать в материнской плате без её непосредственного повреждения, но со временем, скорее всего, повредит CPU. Так что если у вас нет в наличии DDR3L, вам лучше не продолжать пользоваться имеющейся памятью, а перейти на более дорогую DDR4.

Кроме того стало известно, что контроллер памяти в Skylake не поддерживает частоты выше 4133 МГц. Наборы памяти работающие с частотой выше 4133 МГц скорее всего будут допускать больше ошибок, чем прочая DDR4, так что лучше ограничиться памятью ниже этой частоты. DDR4 на больших частотах будет успешно работать в будущем, когда Intel улучшит IMC для поддержки более быстрой ОЗУ, однако это вряд ли случится до выхода обновлённого Skylake или Cannonlake.