Au CES 2021, Phison nous a donné les mises à jour habituelles sur leur feuille de route de contrôleur SSD. Les nouveaux produits les plus importants à venir cette année sont une paire de contrôleurs de lecteur flash USB pour SSD portables haut de gamme, conçus pour rivaliser avec les solutions actuelles qui combinent une puce de pont USB vers NVMe avec un contrôleur SSD NVMe standard. Phison prévoit également d’introduire un nouveau contrôleur SSD NVMe sans DRAM d’entrée de gamme plus tard cette année.

Contrôleurs SSD Phison U17 et U18 USB 3.2

Pour les SSD portables, Phison présente les contrôleurs U17 et U18. Le U17 utilise une interface hôte USB 3.2 Gen 2×1 (10 Gb / s) et une interface NAND à deux canaux fonctionnant jusqu’à 1200 MT / s. Le U18 double ces derniers: USB 3.2 Gen2x2 (20 Gb / s) et une interface NAND à quatre canaux. Les spécifications de performances peuvent sembler médiocres par rapport aux contrôleurs SSD NVMe de Phison, mais elles sont assez proches de saturer ce que leurs interfaces hôtes USB respectives peuvent gérer, et les performances seront compétitives avec les SSD portables NVMe + USB. Cependant, les U17 et U18 auront un avantage significatif en termes d’efficacité énergétique, un coût inférieur et une empreinte de circuit imprimé plus petite que les SSD portables existants. Phison fournira également la prise en charge du cryptage TCG Opal sur le U18, permettant un niveau de sécurité qu’ils jugent impossible à atteindre avec les solutions de pont NVMe + USB.

Comparaison du contrôleur SSD Phison USB 3.2
PS2251-17
U17
PS2251-18
U18
Interface hôte USB 3.2 Gen2x1 USB 3.2 Gen2x2
Interface NAND 2 canaux, 1200 MT / s 4 canaux, 1200 MT / s
Capacité maximale 1 To 4 To
Correction des erreurs LDPC de 4e génération
DRACHME Non
Assistance TCG Opal Non Oui
Lecture séquentielle 1 000 Mo / s 1 900 Mo / s
Écriture séquentielle 800 Mo / s 1700 Mo / s
Lecture aléatoire de 4 Ko (TLC) 185 Mo / s 260 Mo / s
Écriture aléatoire de 4 Ko (TLC) 260 Mo / s 330 Mo / s

Phison s’attend à terminer la qualification des contrôleurs U17 et U18 plus tard ce mois-ci. Nous espérons avoir un aperçu des performances peu de temps après en testant leurs conceptions de référence, et les produits de détail devraient apparaître dans les prochains mois.

Phison E21T: NVMe bas de gamme passe à 12 nm

Pour les SSD NVMe, le seul nouveau contrôleur dont Phison parle cette année est le E21T, leur dernier contrôleur NVMe sans DRAM. Il s’agit d’un suivi du contrôleur E19T, qui a été très peu utilisé dans les SSD grand public, mais qui a en fait surpassé son contrôleur E16 PCIe 4.0 haut de gamme en raison de la forte demande des OEM (en particulier d’un client anonyme avec un très populaire produit de jeu). Avec l’E21T, Phison fait enfin passer ce segment de produit de 28 nm à 12 nm, ce qui permet des améliorations de performances et de puissance d’environ 25% par rapport à l’E19T. L’architecture de base n’a pas beaucoup changé pour l’E21T: il s’agit toujours d’un contrôleur à 4 canaux géré par un seul cœur ARM plus les coprocesseurs propriétaires de Phison. Les performances ont considérablement augmenté, le débit de pointe rivalisant désormais avec le contrôleur haut de gamme E16 (bien que les performances réelles sur des charges de travail lourdes puissent encore être plus lentes en raison des inconvénients d’une conception de contrôleur sans DRAM).

Phison prévoit de commencer à échantillonner le E21T pour les clients vers juin de cette année, avec une production de masse qui augmentera au quatrième trimestre, à peu près au moment où nous devrions commencer à voir les SSD PCIe 4.0 rattraper les OEM de portables. La plupart des lecteurs utilisant le E21T le coupleront probablement avec QLC NAND, et Phison a des projections de performances pour ce à quoi nous pouvons nous attendre lors de l’utilisation du 176L QLC de Micron.

Projections des performances du SSD Phison E21T QLC
Capacité 512 Go 1 To 2 To 4 To
Facteur de forme, interface M.2 2280, PCIe 4.0 x4
Manette Phison E21T
Flash NAND Micron 176L 3D QLC
Lecture séquentielle 4,5 Go / s 4,8 Go / s
Écriture séquentielle 1,65 Go / s 3,3 Go / s 4,5 Go / s
IOPS en lecture aléatoire (4 Ko) 250 000 500 000 780 000
E / S par seconde en écriture aléatoire (4 Ko) 350 000 700 000 800 000

Il est probable que de nombreuses gammes de produits utilisant actuellement le contrôleur E16 avec QLC NAND passeront à l’utilisation du E21T dans les générations futures, car le DRAMless E21T sera une solution globale moins chère. Cependant, la limitation de 4 To sera un problème pour la poignée d’entreprises qui ont déjà commencé à expédier des SSD QLC de 8 To. Ces disques SSD M.2 de 8 To utilisent actuellement le contrôleur E12 et ses successeurs PCIe 4.0 ne sont pas disponibles dans un package de taille réduite comme la variante E12S. Ainsi, les SSD PCIe 4.0 de 8 To devront probablement repousser les limites de l’emballage NAND en empilant 16 matrices par paquet afin de laisser suffisamment d’espace sur le PCB pour un contrôleur E16 ou E18 plus DRAM.

Comparaison des contrôleurs SSD Phison NVMe
E13T E19T E21T E12 E16 E18
Segment de marché Consommateur grand public Consommateur haut de gamme
Fabrication
Processus
28 nm 12 nm 28 nm 12 nm
Cœurs de processeur 1x Cortex R5 1x Cortex R5 1x Cortex R5 2x Cortex R5 3x Cortex R5
Correction des erreurs LDPC de 4e génération LDPC de 3e génération LDPC de 4e génération
DRACHME Non DDR3 / 4 DDR4 DDR4, LPDDR4
Interface hôte PCIe 3.0 x4 PCIe 4.0 x4 PCIe 3.0 x4 PCIe 4.0 x4
Version NVMe NVMe 1.3 NVMe 1.4 NVMe 1.3 NVMe 1.4
Canaux NAND, vitesse d’interface 4 canaux,
800 MT / s
4 canaux,
1 200 MT / s
4 canaux,
1600 MT / s
8 canaux,
667 MT / s
8 canaux,
800 MT / s
8 canaux,
1 200 MT / s
Capacité maximale 2 To 2 To 4 To 16 To 16 To 16 To
Lecture séquentielle 2,5 Go / s 3,75 Go / s 5,0 Go / s 3,4 Go / s 5,0 Go / s 7,4 Go / s
Écriture séquentielle 2,1 Go / s 3,75 Go / s 4,5 Go / s 3,2 Go / s 4,4 Go / s 7,0 Go / s
IOPS à lecture aléatoire de 4 Ko 350 000 440 000 780 000 700 000 750 000 1 M IOPS
IOPS en écriture aléatoire de 4 Ko 450 000 500 000 800 000 600 000 750 000 1 M IOPS
Puissance du contrôleur 1,2 W 1,6 W 2,1 W 2,6 W 3,0 W
Échantillonnage T2 2019 T4 2019 T3 2021 T2 2018 T1 2019 T1 2020
SSD au détail
Disponibilité
T4 2019 Q1 2020? T4 2021? T4 2018 T3 2019 T4 2020

Pour les SSD NVMe haut de gamme, le E18 de Phison a finalement commencé à être expédié à la fin de 2020. Phison est assez fier de ce contrôleur, et fait grand cas du fait qu’ils sont les seuls à atteindre jusqu’à présent au moins 7 Go / s pour les lectures et les écritures. . Phison prévoit que le E18 sera son dernier contrôleur PCIe 4.0 phare; ils attendent déjà avec impatience PCIe 5.0, et le E18 restera leur contrôleur haut de gamme pendant probablement encore deux ans. Cela ne veut pas dire que Phison en a entièrement fini avec l’E18. Ils travaillent toujours sur le réglage du micrologiciel, en particulier autour de la gestion thermique et essaient d’obtenir un peu plus de performances à de faibles profondeurs de file d’attente. Il y aura également des mises à jour continues du micrologiciel pour prendre en charge les nouvelles générations de mémoire flash 3D NAND. Les lecteurs E18 actuels utilisent Micron 96L TLC, mais Micron a commencé la production de leur 176L NAND. Phison s’attend à terminer la qualification avec cette NAND en mars, donc une deuxième série de disques E18 devrait commencer à arriver en avril avec des améliorations de performances de 10 à 15%.

L’ancien contrôleur E13T de Phison est également toujours une solution à faible coût et à faible consommation d’énergie pour les applications NVMe d’entrée de gamme. Il est particulièrement populaire en tant que contrôleur intégré aux SSD BGA, où il aide à déplacer le stockage eMMC sur des appareils tels que les Chromebooks, les tablettes et peut-être même certains smartphones.

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