技術(shù)革新日新月異：3D NAND及PCIeNVMe SSD晉升巿場(chǎng)主流

慧榮科技全新主控解決方案為新生代SSD產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)保駕護(hù)航

以相同的成本，卻能達(dá)到倍增的容量，各家內(nèi)存大廠對(duì)3D NAND創(chuàng)新技術(shù)的強(qiáng)力投入，預(yù)告了2017年將成為3D NAND固態(tài)硬盤（SSD）爆發(fā)成長(zhǎng)的起點(diǎn)。加上Intel制定的Non-Volatile Memory Express（NVMe；非揮發(fā)性內(nèi)存高速規(guī)格）超高傳輸接口的普及登場(chǎng)。容量更大、價(jià)格更低、壽命更長(zhǎng)、速度更快，新世代SSD產(chǎn)品的卓越價(jià)格性能比，預(yù)期將大幅拉近與傳統(tǒng)硬盤市場(chǎng)的規(guī)模差距，兩種儲(chǔ)存裝置已逐漸接近黃金交叉點(diǎn)，高速大容量SSD將成為各式系統(tǒng)設(shè)備及消費(fèi)者的優(yōu)先選擇。

3D NAND帶動(dòng)SSD市場(chǎng)爆炸性成長(zhǎng)

根據(jù)研究機(jī)構(gòu)Research and Markets公司，在九月底發(fā)表的調(diào)查報(bào)告指出：2016到2020年，PCIe SSD市場(chǎng)年均復(fù)合成長(zhǎng)率（CAGR）將高達(dá)33.24%。市場(chǎng)大幅成長(zhǎng)的關(guān)鍵原因之一，就是三星、美光、英特爾及東芝等大廠，對(duì)3D NAND投入總額高達(dá)180億美元的生產(chǎn)研發(fā)經(jīng)費(fèi)。其中英特爾更計(jì)劃在2015年，于中國(guó)市場(chǎng)投入5.5億美元設(shè)立3D NAND廠房。主要大廠對(duì)3D NADN技術(shù)的持續(xù)加碼，將能快速擴(kuò)大預(yù)測(cè)期間的全球SSD市場(chǎng)規(guī)模。

再加上，英特爾領(lǐng)導(dǎo)制定的NVMe接口標(biāo)準(zhǔn)，得到各系統(tǒng)大廠的支持及導(dǎo)入，更讓PCIe SSD產(chǎn)品呈現(xiàn)出全新的高速傳輸風(fēng)貌。NVMe能透過高帶寬、低延遲的PCIe總線傳輸信道，跨越SATA的6Gb/s及SAS的12Gb/s的傳輸帶寬限制，大幅提升讀寫效能。NVMePCIe SSD預(yù)估將成為主流，取代SATA/SAS SSD，同樣將帶動(dòng)SSD市場(chǎng)需求。

主控技術(shù)是效能關(guān)鍵所在

面對(duì)3D NAND技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新，以及NVMe接口標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)效能，SSD廠商需要更先進(jìn)的控制芯片與韌體解決方案，才能開發(fā)設(shè)計(jì)出使用壽命、速度、穩(wěn)定及可靠性更高的SSD產(chǎn)品。

全球領(lǐng)導(dǎo)IC設(shè)計(jì)公司慧榮科技（Silicon Motion Technology），日前就推出了兩款專為3D TLC NAND及NVMePCIe SSD技術(shù)設(shè)計(jì)的新一代控制芯片解決方案－ SM2258及SM2260。

6月份推出的SM2258，支持主流2D/3D TLC NAND及SATA接口；8月份發(fā)表的SM2260，則是遵循NVMePCIe標(biāo)準(zhǔn)，支持3D MLC/TLC的SSD控制芯片。全面迎向爆發(fā)成長(zhǎng)的3D NAND SSD市場(chǎng)，再加上慧榮較完整的韌體解決方案，可針對(duì)不同的NAND Flash進(jìn)行量身訂制，將能夠協(xié)助SSD廠商，開發(fā)出較具競(jìng)爭(zhēng)力的3D NAND SSD產(chǎn)品，領(lǐng)先推出市場(chǎng)搶得先機(jī)。

SM2258及SM2260提供慧榮獨(dú)到Turn-Key式完整解決方案，包含完整的硬件及韌體技術(shù)，能夠帶來更大的容量、同類產(chǎn)品較佳效能、超低功耗、更長(zhǎng)的使用壽命及卓越的數(shù)據(jù)穩(wěn)定度。在展示中，SM2260的8通道設(shè)計(jì)，較高可支持2TB容量；搭配3D NAND的NVMePCIe高速傳輸效能，讀取及寫入速率更分別可達(dá)到2370MB/1039MB驚人數(shù)字。

兩款控制器都采用了慧榮兼具LDCP及RAID Data Recover功能的NANDXtend™ 三維解錯(cuò)修正技術(shù)。可大幅提高SSD的P/E Cycle達(dá)3倍以上，有效延長(zhǎng)SSD使用壽命，并且提供更高效率的數(shù)據(jù)糾錯(cuò)與校準(zhǔn)能力，帶來較穩(wěn)定的數(shù)據(jù)完整性。

先進(jìn)糾錯(cuò)技術(shù)大幅提升SSD壽命及效能

新的3D堆棧與三層式儲(chǔ)存（TLC）設(shè)計(jì)架構(gòu)，讓NAND Flash芯片容量密度激增、成本下滑。但也因此，SSD主控的糾錯(cuò)修正技術(shù)就顯得更加重要，特別是在3D NAND更復(fù)雜的架構(gòu)下，需要高效率的糾錯(cuò)修正技術(shù)，才可以確保SSD的穩(wěn)定度，并且也能同時(shí)提升SSD壽命及效能。

圖：相較于傳統(tǒng)BCH ECC算法，LDPC擁有更高的解錯(cuò)效能，同時(shí)使用功率更低。

慧榮較具實(shí)力的NANDXtend三維解錯(cuò)修正技術(shù)，是為先進(jìn)SSD產(chǎn)品所獨(dú)家開發(fā)的先進(jìn)韌體技術(shù)，結(jié)合LDPC（低密度奇偶修正碼）及RAID Data Recover修正技術(shù)，能高速平行譯碼并精準(zhǔn)修正錯(cuò)誤。較新一代NANDXtend技術(shù)，更特別增強(qiáng)了電力效率，在SSD大量糾錯(cuò)修正解碼時(shí)，不會(huì)消耗更多的電力；并且還能加強(qiáng)解碼及糾錯(cuò)效率、縮短解碼及糾錯(cuò)時(shí)間，提供更快的SSD運(yùn)行效能。

圖：較新NANDXtend技術(shù)，可以提高20%的電力效能、40%的解碼效率、25%的軟解碼校正能力、以及2倍的硬解碼校正效能。

SSD在全新使用狀態(tài)下，因?yàn)?/span>NAND Flash的抹寫次數(shù)較少，因此還不太需要啟動(dòng)糾錯(cuò)修正機(jī)制。但隨著長(zhǎng)時(shí)間使用后的抹寫次數(shù)增加，將需要啟動(dòng)糾錯(cuò)修正機(jī)制，以確保數(shù)據(jù)的讀寫正確性－ SSD使用時(shí)間越長(zhǎng)，需要越多的糾錯(cuò)修正機(jī)制，因此將會(huì)影響到SSD速度。而較新一代NANDXtend技術(shù)，大幅強(qiáng)化了糾錯(cuò)修正效能，能以更快的速度進(jìn)行譯碼修正。讓SSD即使在長(zhǎng)期使用Dirty狀態(tài)下，也不會(huì)有掉速的疑慮。

圖：新一代NANDXtend擁有更高的譯碼效率，即使在Dirty狀態(tài)也夠全力發(fā)揮效能，不影響速度

穩(wěn)定韌體帶來穩(wěn)定SSD效能

SSD產(chǎn)品優(yōu)異的關(guān)鍵，除了NAND Flash及主控芯片外，更重要的是較佳的韌體搭配，才能活化加速SSD的運(yùn)作。韌體穩(wěn)定度，將影響SSD的整體存取穩(wěn)定性。

SM2260及SM2258二款3D NAND Flash主控方案，整合了較穩(wěn)定的硬件與韌體完整方案。為了確保韌體開發(fā)的穩(wěn)定性，在主控產(chǎn)品方案上市推出時(shí)，各項(xiàng)韌體還必需經(jīng)過嚴(yán)格測(cè)試，以確保符合各大OEM廠的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。慧榮的多項(xiàng)韌體測(cè)試包括：

Ÿ  高溫NVMe燒入測(cè)試

Ÿ  電力循環(huán)測(cè)試及斷電回復(fù)測(cè)試

Ÿ  NVMe兼容測(cè)試

Ÿ  OS操作系統(tǒng)兼容測(cè)試

Ÿ  主機(jī)兼容測(cè)試

面向3D NAND市場(chǎng)的較佳主控解決方案

3D NAND大潮來襲，加上NVMePCIe等新標(biāo)準(zhǔn)的普及支持，將進(jìn)一步推動(dòng)SSD市場(chǎng)在未來數(shù)年的快速擴(kuò)張，為SSD廠商帶來新的發(fā)展與挑戰(zhàn)機(jī)會(huì)。而如何采用較優(yōu)異的SSD主控方案，實(shí)現(xiàn)低成本高效能的產(chǎn)品開發(fā)目標(biāo)，將是面向3D NAND SSD市場(chǎng)的成敗關(guān)鍵所在。

慧榮的各項(xiàng)較新3D NAND主控解決方案，能全面支持3D MLC/TLC NAND開發(fā)設(shè)計(jì)，提供量身訂做的硬件及韌體解決方案，滿足差異化的市場(chǎng)需求。較新的SM2258及SM2260等多款控制芯片解決方案，已經(jīng)由各大SSD開發(fā)商導(dǎo)入采用，相繼推出由企業(yè)到消費(fèi)等級(jí)的各式較新SSD產(chǎn)品，協(xié)助打造從數(shù)據(jù)中心到筆電、平板的多樣客戶應(yīng)用情境，并且贏得用戶較佳口碑，是市場(chǎng)上較值得信賴的新世代SSD主控芯片品牌。

有關(guān)慧榮科技

慧榮科技是致力于設(shè)計(jì)、開發(fā)和推廣高性能、低功耗半導(dǎo)體解決方案的全球IC設(shè)計(jì)領(lǐng)導(dǎo)廠商，產(chǎn)品主要面向移動(dòng)存儲(chǔ)和移動(dòng)通信市場(chǎng)的OEM廠商及其它客戶。在移動(dòng)存儲(chǔ)市場(chǎng)，我們的主要產(chǎn)品為應(yīng)用于固態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備諸如SSD、eMMC和其它嵌入式閃存應(yīng)用以及移動(dòng)存儲(chǔ)產(chǎn)品的微控制器。在移動(dòng)通信市場(chǎng)，我們的主要產(chǎn)品為手機(jī)收發(fā)器及移動(dòng)電視IC解決方案。我們的產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)、平板電腦、以及工業(yè)和商業(yè)應(yīng)用等領(lǐng)域。更多慧榮相關(guān)信息請(qǐng)?jiān)L問www.siliconmotion.com。