Au cours du mois dernier, trois concepteurs de contrôleurs SSD ont annoncé de nouveaux contrôleurs SSD NVMe d’entreprise, apportant une vague de nouvelle concurrence sur le marché des SSD d’entreprise / datacenter haut de gamme. FADU est un nouveau venu sur le marché, n’ayant sorti qu’un seul contrôleur SSD précédent. Silicon Motion et Phison sont tous deux des concurrents très familiers, mais ils ont eu le plus de succès avec leurs contrôleurs SSD client / consommateur; ils ont intensifié leurs efforts de contrôleur d’entreprise ces dernières années, mais gagner du terrain sur ce marché a été un processus lent.

Les trois sociétés vantent désormais une nouvelle génération de contrôleurs SSD NVMe d’entreprise plus modernes et matures. Les trois sociétés sont prêtes à se concurrencer non seulement les unes contre les autres, mais aussi contre des sociétés comme Microchip / Microsemi et Marvell, qui ont une expérience beaucoup plus longue de succès sur le marché des contrôleurs SSD d’entreprise.

La plupart des principaux fabricants de mémoires flash NAND utilisent désormais des conceptions de contrôleurs internes pour leurs SSD d’entreprise et de centre de données. Les concepteurs de contrôleurs SSD indépendants vendent à des marques de SSD de deuxième niveau, et vendent généralement directement aux fournisseurs de cloud hyperscale qui éliminent les intermédiaires. Les modèles commerciaux de ce marché sont assez flexibles: les clients peuvent prendre uniquement le contrôleur ASIC et développer leur propre micrologiciel, utiliser un micrologiciel clé en main ou personnalisé développé par le fournisseur du contrôleur, ou partir d’une conception de référence pour l’ensemble du SSD et personnaliser selon les besoins. Pour une mise sur le marché la plus rapide, certains fournisseurs de contrôleurs organisent même la fabrication sous contrat de disques SSD au nom de leurs clients.

Contrôleur Silicon Motion SM8266

Le nouveau contrôleur NVMe d’entreprise de Silicon Motion est le SM8266, une conception à 16 canaux avec une interface hôte PCIe 4 x4.

Le premier contrôleur NVMe d’entreprise de Silicon Motion était le SM2270. Cela avait un design un peu étrange: il combinait essentiellement deux contrôleurs 8 canaux sur une puce derrière un frontal PCIe partagé prenant en charge PCIe 3 x8. Cela a permis à Silicon Motion de réutiliser une grande partie de la conception de ses contrôleurs NVMe client / consommateur à 8 canaux très réussis tout en passant facilement à une solution à 16 canaux. Silicon Motion n’a pas partagé de schéma de principe pour le nouveau SM8266, mais nous pensons qu’ils utilisent toujours une conception partagée similaire puisque la fiche technique du SM8266 mentionne deux interfaces DRAM 32 bits.

Le SM8266 utilise le même boîtier 21 mm x 21 mm que le SM2270 mais supprime la prise en charge d’une interface hôte x8 – PCIe 4 x4 est très rapide. L’interface NAND prend désormais en charge des vitesses allant jusqu’à 1200MT / s, les mêmes que leur contrôleur NVMe grand public SM2267 récemment publié, mais un pas derrière les 1600MT / s pris en charge par leur prochain contrôleur NVMe grand public SM2264 haut de gamme (les deux conceptions 8 canaux ). L’interface DRAM sur le SM8266 prend en charge DDR4 et LPDDR3 à des vitesses plus rapides que le SM2270, mais encore une fois est à la traîne par rapport à leurs derniers contrôleurs NVMe grand public prenant en charge LPDDR4 (X).

Le SM8266 prend en charge jusqu’à 128 files d’attente d’E / S et des fonctionnalités NVMe optionnelles telles que la mémoire tampon du contrôleur (CMB) et jusqu’à 32 espaces de noms. De plus, Silicon Motion peut fournir un micrologiciel mettant en œuvre une interface SSD Open Channel ou une interface SSD Key-Value. La prise en charge d’Open Channel était l’un des points forts du SM2270, qui a été développé principalement pour l’utilisation d’Alibaba. Cependant, la plupart des intérêts de l’industrie pour les disques SSD Open Channel sont passés à la nouvelle norme NVMe Zoned Namespaces.

Le Silicon Motion SM8266 est disponible en tant que solution clé en main du contrôleur et du micrologiciel avec des conceptions de référence matérielles SSD. Shannon Systems, filiale de Silicon Motion, utilise le SM8266 dans des lecteurs pour les clients hyperscale, dont la production est prévue pour 2021.

Contrôleurs SSD Silicon Motion Enterprise / Datacenter NVMe
SM8266 SM2270
Prise en charge de la DRAM 2 x 32 bits DDR4-2400, LPDDR3-2133 2 x 32 bits DDR4-2133, LPDDR3-1600
Interface hôte PCIe 4 x4 PCIe 3 x8
Canaux NAND, vitesse d’interface 16 canaux,
1 200 MT / s
16 canaux
CE par canal 8 8
Lecture séquentielle 6550 Mo / s 3200 Mo / s
Écriture séquentielle 3100 Mo / s 2800 Mo / s
IOPS à lecture aléatoire de 4 Ko 950 000 800 000
IOPS en écriture aléatoire de 4 Ko 220 000 200 000

SSD Phison FX Series

Le nouveau Phison FX est un peu différent de leurs précédentes solutions d’entreprise / de centre de données, qui étaient des variantes -DC de leurs contrôleurs SSD client / consommateur. La série Phison FX est une famille de modèles de référence SSD, utilisant un nouveau contrôleur qui n’a pas été nommé séparément. Les SSD de la série FX sont des disques U.2 15 mm utilisant 96L 3D TLC, avec un micrologiciel qui peut être personnalisé pour s’adapter aux fonctionnalités requises par chaque client. Le contrôleur du FX est une conception à 12 canaux – le plus large que Phison ait jamais sorti – mais l’interface hôte n’est encore que PCIe 3 x4. Malgré l’ancienne interface hôte PCIe gen3, le Phison FX utilise son moteur LDPC de quatrième génération, le même que celui utilisé dans son contrôleur SSD grand public E16 PCIe gen4. Dans l’ensemble, c’est une nette avancée par rapport à leur solution de contrôleur E12DC à 8 canaux, mais c’est certainement le plus conservateur des trois nouveaux modèles de contrôleur. Cependant, cela signifie également qu’il est rapide sur le marché: Phison a déjà commencé à expédier ces disques.

Solutions SSD Phison Enterprise / Datacenter NVMe
Série FX E12DC
Interface hôte PCIe 3 x4 PCIe 3 x4
Canaux NAND 12 8
Lecture séquentielle 3400 Mo / s 3200 Mo / s
Écriture séquentielle 2500 Mo / s 1 000 Mo / s
IOPS à lecture aléatoire de 4 Ko 560 000 460 000
IOPS en écriture aléatoire de 4 Ko 90 000 70 000
Performances basées sur les modèles DWPD de 3,84 To 1

SSD FADU Delta avec contrôleur FC4121

FADU est une société de conception de contrôleurs SSD relativement nouvelle, ayant été fondée en 2015 et a lancé son premier contrôleur ASIC (FC3081) en 2018. Cette année, ils lancent leur deuxième contrôleur, le FC4121. Le nouveau contrôleur passe à PCIe 4.0, élargit l’interface flash de 8 à 12 canaux et augmente les vitesses prises en charge de 800MT / s à 1200MT / s, ce qui signifie que le FC4121 peut utiliser presque toute la bande passante supplémentaire offerte par l’interface hôte PCIe plus rapide.

Contrôleurs SSD NVMe Enterprise / Datacenter FADU
FC4121 FC3081
Annapurna
Prise en charge de la DRAM DDR4 32 bits, LPDDR4 (X) DDR4 32 bits, LPDDR4
Interface hôte PCIe 4 x4 PCIe 3 x4
Canaux NAND, vitesse d’interface 12 canaux,
1200 MT / s
8 canaux,
800 MT / s
CE par canal 16 8
Lecture séquentielle 7,1 Go / s 3,5 Go / s
Écriture séquentielle 5,1 Go / s 2,65 Go / s
IOPS à lecture aléatoire de 4 Ko 1675 000 820 000
IOPS en écriture aléatoire de 4 Ko 450 000 230 000
Performances basées sur 28% OP 3 DWPD avec SK hynix 128L TLC

L’architecture de contrôleur SSD de FADU a été la première à utiliser des cœurs de processeur RISC-V, avec leur ancien contrôleur FC3081 «Annapurna» doté des cœurs S51 de SiFive. L’architecture du contrôleur comprend également une variété de décharges matérielles spéciales pour améliorer l’efficacité énergétique et la qualité de service. Le micrologiciel de FADU peut prendre en charge un large éventail de fonctionnalités NVMe optionnelles plus avancées, notamment le tampon de mémoire du contrôleur (CMB), la région de mémoire persistante (PMR), la virtualisation SR-IOV, le déterminisme des E / S et les espaces de noms zonés.

FADU fournit ses conceptions de SSD de référence DELTA basées sur le contrôleur FC4121, avec des conceptions U.2 et EDSFF E1.S et une personnalisation du micrologiciel disponibles. Ces conceptions sont disponibles pour que les clients les fabriquent eux-mêmes, ou les clients peuvent fournir le NAND et FADU organisera la fabrication sous contrat des disques SSD de marque privée.