Технический обзор Phison PS5008-E8
К концу 2017 года твердотельные накопители NVMe превзойдут по продажам модели SATA. Трудно представить, что это происходит в нынешних условиях послепродажного обслуживания, когда продукты с самым быстрым протоколом требуют надбавки к цене, но рынок NVMe имеет большую ценность. Intel 600p и MyDigitalSSD BPX уже задали тон благодаря скоростному интерфейсу NVMe по цене, близкой к SATA. Эти продукты в настоящее время конкурируют с высокопроизводительными твердотельными накопителями SATA, такими как Samsung 850 Pro. В октябре мы начнем видеть твердотельные накопители NVMe, соответствующие основным ценам на твердотельные накопители SATA, и многие из этих оптимизированных по стоимости твердотельных накопителей будут поставляться с грядущим контроллером Phison PS5008-E8. Это то, что у нас есть для тестирования сегодня.
Phison — не единственная компания, нацеленная на начальный и основной рынки NVMe. Мы видели проекты контроллеров от Toshiba, SMI и Marvell. В других компаниях контроллеры также спрятаны от посторонних глаз. Maxiotek, Realtek, VIA и другие, разыгрывают шоу и рассказывают за закрытыми дверями. NVMe явно готова завоевать долю рынка за счет объема, поэтому все поставщики контроллеров хотят иметь готовый продукт.
У Phison есть два решения на завершающей стадии разработки. PS5008-E8T представляет собой конструкцию без DRAM, в которой используется технология Host Memory Buffer (HMB) для кэширования карты физических и логических адресов в памяти вашей системы. Этот E8T будет очень недорогим вариантом для сборщиков систем и людей, которые ищут доступное обновление производительности NVMe.
PS5008-E8 — основная модель серии E8. Этот контроллер повышает производительность за счет использования локальной памяти DRAM на SSD. Когда память DRAM находится ближе к контроллеру, задержка перехода меньше, чем при обращении к системной памяти по шине PCI Express. Нам еще предстоит протестировать устройство HMB для измерения задержки, но общим утверждением является двукратное увеличение времени получения и обновления карты адресов.
Phison планирует выпустить основной контроллер E8 NVMe раньше, чем E8T, но оба продукта поступят в продажу до конца года. Если текущий график будет верным, партнеры Phison должны иметь продукты на полках магазинов к концу октября.
Характеристики
Фисон PS5008-E8
Фисон PS5008-E8T
Мы сосредоточились на основном контроллере E8, но мы хотим сравнить его с E8T без DRAM. Эти две части очень близки друг к другу по характеристикам и функциям — они даже используют одинаковый кремний. E8T без DRAM будет масштабироваться только до 1 ТБ с использованием новой флэш-памяти Toshiba BiCS 3 TLC, но E8 будет масштабироваться до 2 ТБ с той же NAND. Важно помнить, что для дисков большего размера требуется карта адресов большего размера, поэтому добавление дополнительного места для карты позволяет технологии Host Memory Buffer удвоить емкость этих продуктов начального уровня.
Phison — единственная компания, использующая стратегию PCI Express 3.0 x2. Это очень смелый шаг, но компания надеется, что он окупится общей стоимостью для производителей твердотельных накопителей и снизит энергопотребление для конечных пользователей. Конструкция x2 снижает сложность НИОКР и дешевле в производстве. Обычные твердотельные накопители используют соединение x4, но в этом случае две линии отключены. Это позволяет ноутбукам отключать две линии PCI Express и связанное с ними оборудование, например коммутаторы PCIe. Это снижает общее энергопотребление системы.
И E8, и E8T должны обеспечивать примерно одинаковую производительность последовательного чтения. Пропускная способность последовательного чтения 1600 МБ/с очень близка к максимальной производительности, которую можно достичь на шине PCIe 3.0 x2 после учета накладных расходов на кодирование. Производительность последовательной записи повышается за счет встроенного буфера DRAM. E8 обеспечивает скорость последовательной записи до 1100 МБ/с, а E8T — только до 880 МБ/с.
Произвольная производительность связана с задержкой, и именно здесь локальная DRAM дает преимущество. E8 обеспечивает до 280 000/225 000 случайных операций чтения/записи IOPS. DRAMless E8T обеспечивает скорость чтения/записи до 125 000/115 000 операций ввода-вывода в секунду. E8T значительно медленнее, чем E8, но все же намного быстрее, чем лучший твердотельный накопитель SATA на рынке.
Phison представил несколько ключевых отличительных особенностей:
End to End Data Path Protection — существует риск потери данных в каждом процессе передачи данных. PS5008-E8 реализует эту корпоративную функцию для защиты всего пути данных внутри SSD с помощью CRC/ECC.
Разработан для борьбы с внутренними программными ошибками между SRAM.
Обнаружение/исправление ошибок между контроллером и DRAM
Обнаружение/исправление ошибок между контроллером и флэш-памятью NAND
StrongECC — StrongECC — это запатентованный Phison кодовый алгоритм исправления ошибок. По сравнению с обычными алгоритмами ECC, такими как BCH и LDPC, StrongECC обеспечивает стабильную производительность и низкое энергопотребление при выполнении действий по исправлению данных.
SmartECC — ошибки неизбежны из-за физических характеристик NAND. Методология восстановления данных играет важную роль в индустрии хранения данных. SmartECC — это запатентованный алгоритм RAID ECC компании Phison, который может восстанавливать пользовательские данные после неисправимых ошибок. Всякий раз, когда PS5008 обнаруживает какие-либо неисправимые ошибки на странице, данные, хранящиеся на этой дефектной странице, все еще могут быть восстановлены механизмом SmartECC.
Пирит — PS5008 использует пирит TCG для повышения уровня безопасности доступа к данным. Pyrite поддерживает логическую блокировку интерфейса устройства хранения и обеспечивает взаимодействие между несколькими поставщиками устройств хранения.
Пристальный взгляд
Новый дизайн M.2 2280 от Phison позволяет разместить до шести слотов NAND на одной стороне печатной платы. Наш образец объемом 512 ГБ включает четыре пакета флэш-памяти NAND, контроллер E8 и пакет Nanya DRAM.
В этом накопителе используется новый 256-гигабитный TLC от Toshiba из линейки продуктов BiCS (Bit-Cost Scalable) NAND, которая является причудливой торговой маркой для 3D-флэш-памяти компании. Мы также видели E8 в форм-факторе дополнительной платы.
Особенности контроллера
Совместимость с PCI Express версии 3.1
Совместимость с NVMe 1.2
Совместимость с интерфейсом PCIe I/II/III
Настраивается с кэш-памятью DDR3/DDR3L 2 Гб/4 Гб/8 Гб (E8)
HMB без DRAM (E8T)
Обновляемая прошивка
Физические характеристики
Узел обработки 40 нм CMOS
Двухъядерный
324-контактный TFBGA (E8)
252-контактный TFBGA (E8T)
Рабочее напряжение: 1,1 В (ядро контроллера), 3,3 В ввода-вывода контроллера
Встроенный регулятор, поддерживающий ввод/вывод флэш-памяти 1,2 В/1,8 В
Поддержка NAND
Поддерживает 1z нм MLC/TLC и 3D Flash
Поддерживает операцию чередования: до 128 плоскостей и 4-канальный доступ к флэш-памяти
Поддерживает большие блоки MLC/TLC (размеры страниц 8 КБ/16 КБ)
Функции
СильныйECC
SmartECC
Умный смыв
Гарантированный смыв
Встроенное статическое и динамическое выравнивание износа
Реализовано энергосбережение
Сквозная защита пути данных
Буфер памяти хоста (E8T)
Виртуализация ввода-вывода с одним корнем
АЭС-256
Пирит
