Новости про PCI-Express 4.0 и контроллер памяти

Однако теперь компания делает следующий шаг. Её новый контроллер PS5018-E18 открывает второе поколение накопителей PCIe 4.0. Он поддерживает SSD объёмом до 8 ТБ и обеспечивает максимальную скорость чтения/записи на уровне 7400/7000 МБ/с. Это делает данный контроллер одним из быстрейших на рынке. При полной нагрузке по всем 8 каналам новый контроллер SSD может обеспечить производительность в 1 миллион операций ввода-вывода.

Контроллер E18 был разработан с нуля. При его производстве применяется 12 нм процесс TSMC. В основу чипа положен проприетарный трёхъядерный процессор CoXProcessor 2.0. Также чип полностью соответствует спецификации NVMe 1.4.

Контроллер SSD Phison модели PS5018-E18 поступит производителям накопителей в ближайшее время.

Компания Phison стала первой, выпустившей контроллеры для шины PCIe 4.0, а потому она уже успела провести некоторые оптимизации чипа E12. Грамотный инжиниринг позволил уменьшить размер пакета контроллера, несмотря на то, что при его производстве по-прежнему применяется процесс 28 нм. Новый контроллер E12S занимает на SSD меньше места, что позволяет производителям разместить на плате накопителя больше пакетов NAND.

Как известно, Phison не производит накопители, но это не отрицает возможности подготовки референсного решения. Компания представила NVMe-SSD с новым контроллером и 96-слойной QLC-памятью от Micron. На каждой стороне платы размещены по четыре чипа памяти, ёмкостью 1 ТБ каждый. Вместе это даёт 8 ТБ.

Контроллер E12S работает по интерфейсу PCIe 4.0×4 и обеспечивает скорости чтения/записи в 3500/3000 МБ/с при последовательном доступе и 490K/680K IOPS при случайном.

Ожидается, что подобная конструкция SSD будет появляться у многих производителей, так что дебют контроллера на рынке состоится через несколько месяцев.

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.

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.