На выставке CES 2021 компания Phison представила нам обычные обновления своей дорожной карты для контроллеров SSD. Наиболее значительными новинками, появившимися в этом году, являются пара контроллеров флэш-накопителей USB для высокопроизводительных портативных твердотельных накопителей, предназначенных для конкуренции с существующими решениями, сочетающими в себе микросхему моста USB-NVMe со стандартным контроллером твердотельных накопителей NVMe. В конце этого года Phison также планирует представить новый контроллер начального уровня SSD NVMe без DRAM.
Контроллеры USB 3.2 SSD Phison U17 и U18
Для портативных твердотельных накопителей Phison представляет контроллеры U17 и U18. U17 использует хост-интерфейс USB 3.2 Gen 2×1 (10 Гбит / с) и двухканальный интерфейс NAND, работающий со скоростью до 1200 МТ / с. U18 удваивает их: USB 3.2 Gen2x2 (20 Гбит / с) и четырехканальный интерфейс NAND. Характеристики производительности могут выглядеть тусклыми по сравнению с контроллерами твердотельных накопителей NVMe от Phison, но они довольно близки к насыщению того, что могут обрабатывать их соответствующие интерфейсы USB-хоста, а производительность будет конкурентоспособной с портативными твердотельными накопителями на основе моста NVMe + USB. Однако U17 и U18 будут иметь значительное преимущество в энергоэффективности, более низкую стоимость и меньшую площадь на печатной плате, чем существующие портативные твердотельные накопители. Phison также будет обеспечивать поддержку шифрования TCG Opal на U18, обеспечивая уровень безопасности, который, по их словам, невозможно достичь с помощью мостовых решений NVMe + USB.
Сравнение контроллеров SSD Phison USB 3.2 | ||||||
PS2251-17 U17 |
PS2251-18 U18 |
|||||
Хост-интерфейс | USB 3.2 Gen 2×1 | USB 3.2 Gen 2×2 | ||||
Интерфейс NAND | 2 канала, 1200 МП / с | 4 канала, 1200 МП / с | ||||
Максимальная емкость | 1 ТБ | 4 ТБ | ||||
Исправление ошибки | LDPC 4-го поколения | |||||
DRAM | Нет | |||||
Поддержка TCG Opal | Нет | да | ||||
Последовательное чтение | 1000 МБ / с | 1900 МБ / с | ||||
Последовательная запись | 800 МБ / с | 1700 МБ / с | ||||
4 КБ произвольного чтения (TLC) | 185 МБ / с | 260 МБ / с | ||||
4KB Случайная запись (TLC) | 260 МБ / с | 330 МБ / с |
Phison планирует завершить квалификацию контроллеров U17 и U18 в конце этого месяца. Мы надеемся получить предварительный обзор производительности вскоре после этого, протестировав их эталонные проекты, и розничные продукты должны появиться в течение следующих нескольких месяцев.
Phison E21T: NVMe начального уровня переходит на 12-нм
Для твердотельных накопителей NVMe единственный новый контроллер, о котором Phison говорит в этом году, – это E21T, их последний контроллер NVMe без DRAM. Это продолжение контроллера E19T, который очень мало используется в розничных потребительских твердотельных накопителях, но фактически превосходит их высокопроизводительный контроллер E16 PCIe 4.0 из-за высокого спроса со стороны OEM-производителей (особенно со стороны неназванного клиента с очень популярным игровой продукт). Выпустив E21T, Phison, наконец, переместил этот сегмент продукции с 28-нм на 12-нм, что позволяет повысить производительность и мощность примерно на 25% по сравнению с E19T. Базовая архитектура E21T не сильно изменилась: это по-прежнему 4-канальный контроллер, управляемый одним ядром ARM и собственными сопроцессорами Phison. Производительность значительно выросла, а пиковая пропускная способность теперь может соперничать с контроллером E16 высшего класса (хотя реальная производительность при тяжелых рабочих нагрузках может все еще быть ниже из-за недостатков конструкции контроллера без DRAM).
Phison планирует начать выборку E21T для клиентов примерно в июне этого года, а массовое производство начнется в четвертом квартале – примерно тогда, когда мы должны увидеть, как твердотельные накопители PCIe 4.0 становятся популярными среди производителей ноутбуков. Большинство накопителей, использующих E21T, вероятно, будут сопрягать его с QLC NAND, и у Phison есть прогнозы производительности, которые мы можем ожидать при использовании Micron 176L QLC.
Прогнозы производительности твердотельных накопителей Phison E21T QLC | |||||
Вместимость | 512 ГБ | 1 ТБ | 2 ТБ | 4 ТБ | |
Форм-фактор, интерфейс | M.2 2280, PCIe 4.0 x4 | ||||
Контроллер | Phison E21T | ||||
NAND Flash | Микрон 176L 3D QLC | ||||
Последовательное чтение | 4,5 ГБ / с | 4,8 ГБ / с | |||
Последовательная запись | 1,65 ГБ / с | 3,3 ГБ / с | 4,5 ГБ / с | ||
Число операций ввода-вывода в секунду при произвольном чтении (4 КБ) | 250 тыс. | 500 тыс. | 780 тыс. | ||
Число операций ввода-вывода в секунду при произвольной записи (4 КБ) | 350 тыс. | 700 тыс. | 800 тыс. |
Вероятно, что многие линейки продуктов, которые в настоящее время используют контроллер E16 с QLC NAND, перейдут на использование E21T в будущих поколениях, поскольку E21T без DRAM будет более дешевым общим решением. Однако ограничение в 4 ТБ будет проблемой для небольшого числа компаний, которые уже начали поставки твердотельных накопителей QLC емкостью 8 ТБ. Эти твердотельные накопители M.2 емкостью 8 ТБ в настоящее время используют контроллер E12, а его преемники PCIe 4.0 недоступны в корпусе уменьшенного размера, таком как вариант E12S. Таким образом, твердотельные накопители PCIe 4.0 емкостью 8 ТБ, вероятно, должны будут выйти за пределы упаковки NAND, укладывая 16 кристаллов в пакет, чтобы оставить достаточно места на печатной плате для контроллера E16 или E18 плюс DRAM.
Сравнение контроллеров SSD Phison NVMe | ||||||||||
E13T | E19T | E21T | E12 | E16 | E18 | |||||
Сегмент рынка | Основной потребитель | Потребитель высокого класса | ||||||||
Производство Процесс |
28 нм | 12 нм | 28 нм | 12 нм | ||||||
Ядра процессора | 1x Cortex R5 | 1x Cortex R5 | 1x Cortex R5 | 2x Cortex R5 | 3x Cortex R5 | |||||
Исправление ошибки | LDPC 4-го поколения | LDPC третьего поколения | LDPC 4-го поколения | |||||||
DRAM | Нет | DDR3 / 4 | DDR4 | DDR4, LPDDR4 | ||||||
Хост-интерфейс | PCIe 3.0 x4 | PCIe 4.0 x4 | PCIe 3.0 x4 | PCIe 4.0 x4 | ||||||
Версия NVMe | NVMe 1.3 | NVMe 1.4 | NVMe 1.3 | NVMe 1.4 | ||||||
Каналы NAND, скорость интерфейса | 4 ч, 800 МТ / с |
4 ч, 1200 МТ / с |
4ch, 1600 МТ / с |
8 ч, 667 МТ / с |
8 ч, 800 МТ / с |
8 ч, 1200 МТ / с |
||||
Максимальная емкость | 2 ТБ | 2 ТБ | 4 ТБ | 16 ТБ | 16 ТБ | 16 ТБ | ||||
Последовательное чтение | 2,5 ГБ / с | 3,75 ГБ / с | 5,0 ГБ / с | 3,4 ГБ / с | 5,0 ГБ / с | 7,4 ГБ / с | ||||
Последовательная запись | 2,1 ГБ / с | 3,75 ГБ / с | 4,5 ГБ / с | 3,2 ГБ / с | 4,4 ГБ / с | 7,0 ГБ / с | ||||
4 КБ произвольного чтения IOPS | 350 тыс. | 440 тыс. | 780 тыс. | 700 тыс. | 750 тыс. | 1 млн операций ввода-вывода в секунду | ||||
4 КБ произвольной записи IOPS | 450 тыс. | 500 тыс. | 800 тыс. | 600 тыс. | 750 тыс. | 1 млн операций ввода-вывода в секунду | ||||
Мощность контроллера | 1,2 Вт | 1,6 Вт | 2,1 Вт | 2,6 Вт | 3,0 Вт | |||||
Отбор проб | 2 квартал 2019 г. | 4 квартал 2019 г. | 3 квартал 2021 г. | 2 квартал 2018 г. | 1 квартал 2019 г. | 1 квартал 2020 г. | ||||
Розничный SSD Доступность |
4 квартал 2019 г. | Q1 2020? | 4 квартал 2021 г.? | 4 квартал 2018 г. | 3 квартал 2019 г. | 4 квартал 2020 г. |
Что касается высокопроизводительных твердотельных накопителей NVMe, Phison E18 наконец начал поставляться в конце 2020 года. Phison очень гордится этим контроллером и уделяет большое внимание тому факту, что пока они единственные, у которых скорость чтения и записи составляет не менее 7 ГБ / с. . Phison планирует, что E18 станет их последним флагманским контроллером PCIe 4.0; они уже с нетерпением ждут появления PCIe 5.0, и E18 останется их лучшим контроллером в линейке, вероятно, еще два года. Это не означает, что Phison полностью покончил с E18. Они все еще работают над настройкой прошивки, особенно в отношении управления температурой и пытаются выжать немного больше производительности при небольшой глубине очереди. Также будут продолжаться обновления прошивки для поддержки новых поколений флеш-памяти 3D NAND. Текущие накопители E18 используют Micron 96L TLC, но Micron начала производство своих 176L NAND. Phison рассчитывает завершить квалификацию с этой NAND в марте, поэтому в апреле должен начаться второй раунд накопителей E18 с улучшением производительности на 10-15%.
Более старый контроллер Phison E13T также по-прежнему является недорогим решением с низким энергопотреблением для приложений NVMe начального уровня. Он особенно популярен в качестве контроллера, интегрированного в твердотельные накопители BGA, где он помогает вытеснить хранилище eMMC на таких устройствах, как Chromebook, планшеты и, возможно, даже некоторые смартфоны.
Заинтересованы в последних новостях отрасли? Посетите нашу целевую страницу выставки CES 2021!