全网最全面的PCIe 50 SSD主控芯片汇总!你还不来看看吗?
前言
PCIe作为高性能数据传输的核心接口,目前已经历了多个代际的更新迭代。PCIe 5.0 于2019年由 PCI-SIG 推出,作为第四代 PCIe 标准的继任者,与 PCIe 4.0 相比,PCIe 5.0 的传输速度翻倍,性能的跃升也为下一代存储设备,尤其是 SSD 提供了更为广阔的发展空间。充电头网也已将PCIe不同版本参数规格汇总成下表所示,给大家带来更加直观的参考。
PCIe 5.0 的高速带宽也对其核心组件 — 主控芯片提出了更高要求。主控芯片作为 SSD 的“大脑”,负责对存储单元的管理、数据调度和错误校正等功能,决定着 SSD 的整体性能表现。该芯片不仅需要支持 PCIe 5.0 的高带宽,还要具备高速 NAND 闪存管理和低延迟的数据处理能力,以实现存储系统的性能优化。
PCIe 5.0 SSD主控芯片盘点
PCIe 5.0 标准的逐步普及,多个存储芯片供应商也开始推出支持这一标准的 SSD 主控芯片。充电头网汇总了当前市场上主要的 PCIe 5.0 SSD 主控芯片,并分析其性能特点汇总成下表所示。
排名不分先后,按企业英文首字母排序。
Phison群联
群联PS5026-E26
PHISON群联的PS5026-E26支持 PCIe 5.0 x4 通道和 NVMe 2.0 标准,采用台积电 12nm 工艺,内部集成 2 个 ARM Cortex-R5 核心及 3 个专用 IP 核心。读取速度可达 12GB/s,写入速度 11GB/s,4K 随机读取 150 万 IOPS,4K 随机写入 200 万 IOPS。
群联PS5026-E26 Max14um
PS5026-E26 Max14um是群联在 CES 2024 上发布的新品,是 PS5026-E26 的升级款,顺序读取速度由原来的12GB/s来到14GB/s。顺序写入速度由原来的11GB/s来到了12GB/s。4K随机读取和写入也达到了1,500K IOPS和2,000K IOPS。缓存支持方面可支持DDR4和LPDDR4缓存,还支持AES256、SHA512等多种数据加密。
群联PS5031-E31T
PS5031-E31T作为群联发布的最新低功耗PCIe 5.0主控,官方宣称其旨在为笔记本电脑和移动端设备带来PCIe 5.0的体验,因为采用了台积电的7nm制程制造。其功耗和发热也得到了良好的控制,可也随之带来了些许负面影响,其各项速度均弱于E26。最高读写速度为10800MB/s,4K随机读写为1500K IOPS,最大可支持容量为8TB。适合作为笔记本电脑或移动端设备硬盘主控使用。
平头哥
镇岳510 NVMe主控芯片
镇岳510是一颗高性能企业级SSD主控芯片,IO处理能力达到3400K IOPS,数据带宽达到14GByte/s,能效比达到420K IOPS/Watt。
镇岳510采用平头哥自研芯片与固件架构,通过良好的软硬件协同设计在实现性能突破的同时达到最佳能效。镇岳510芯片采用平头哥自研的低密度奇偶校验数据纠错算法,编码效率逼近香农极限,纠错性能也大幅提升,数据误码率低至10^-18。同时,镇岳510采用了软硬件一体的介质应用算法,能够准确预测介质的电平漂移,大幅改善长尾时延,给应用以高度一致性的性能体验。
Marvell
Marvell Bravera SC5控制器系列
Marvell 推出的全球首款 PCIe 5.0 SSD 主控芯片,传输速度最高可达 14GB/s,随机性能高达 200 万 IOPS。支持 NVMe 1.4b 协议,具有 FIPS 安全认证、AES 256-bit 加密等功能,还搭载硬件级别的 “Elastic SLA Enforcer” 功能,可以大幅减少 CPU 占用率,改善用户体验。该主控支持第 5 代 NAND ECC 纠错技术,支持 3D QLC、TLC、SLC 等 NAND 闪存,有助于延长闪存颗粒使用寿命,并具有节能特性。
MMY华存电子
华存HC9001
HC9001主控芯片是国内首款自研12纳米工艺PCIe Gen5存储控制芯片,独创硬固件融合XSDirectA(eXcellent-Scheduling & Direct-Arrival)架构、自研第二代4K-LPDC(Low-Density Parity-Check)纠错算法架构、以及创新iPower架构。速度从PCIe4.0的16Gb/s提升到了PCIe5.0的32Gb/s,带宽可达128GB/s,并具有向下兼容性。同时加入国密算法与AI调适功能,层层加固,提升数据安全存储能力,实现了核心关键技术自主可控。
Microchip微芯科技
微芯 Flashtec NVMe 4016 PM8667
Microchip推出业内最强的企业级PCIe 5.0 SSD主控,型号为“Flashtec NVMe 4016 PM8667”,该主控支持多达16个可编程的NAND闪存通道,接口速率最高可达2400MT/s,而且还可完整支持PCIe 5.0 x4、NVMe 2.0标准规范,并可搭配多种TLC、QLC闪存芯片。在性能方面,这款主控的标称吞吐量超过14GB/s,随机性能超过300万IOPS。而且,其还支持ACM、PCIe链接加密、高级虚拟化、可编程机器学习,ZNS,OCP等,可以满足数据中心的需求。
SAMSUNG三星
三星自研 5nm 主控
可实现最大 14.5GB/s 的顺序读取速率和 13GB/s 的顺序写入速率。
Silicon Motion慧荣科技
慧荣SM2508
慧荣科技的旗舰级 PCIe 5.0 SSD 主控芯片,采用台积电6nm工艺,支持 NVMe 2.0,内建 8 个最高支持 3600MT/s 速率闪存通道,顺序读写最高可达 14.5GB/s 和 14GB/s,随机读写速度可达 250 万 IOPS。该芯片采用 4 个 ARM Cortex R8 处理器与 1 个 ARM Cortex M0 处理器的搭配,能实现更高的并行度、更低的功耗和更高的频率,兼顾性能与功耗的均衡。
STARBLAZE忆芯科技
忆芯STAR1500
STAR1500是忆芯全新一代高端消费级PCIe5.0 SSD主控芯片,采用8核64位RISC-V多核处理器架构,支持PCIe Gen5接口和NVMe2.0协议,采用8nm制程,顺序读性能高达14.4GB/s。STAR1500为8路闪存通道,目标为数据中心级和高端消费级市场。STAR1500支持EP/RC功能、采用ONFI5.1闪存协议接口与DDR5内存协议接口,最大支持容量达到了64TB;安全功能上增加了防侧信道攻击功能,进一步提升了安全防护等级。
忆芯STAR1516
STAR1516是忆芯科技自主研发的全新一代高端企业级PCIe5.0 SSD主控芯片。自研企业级SSD架构,硬件加速器提升地址映射、数据搬移和数据计算效率;支持第五代StarNVMe®架构,提供极致延迟性能;支持第五代StarSecurity安全算法,支持硬件实时数据加解密,支持侧信道攻击防护;支持第五代StarLDPC®架构,提供更强纠错能力。STAR1516为16路闪存通道,目标为高性能企业级市场。
YingRen英韧科技
英韧YRS900
YRS900是英韧科技首款量产的PCIe 5.0企业级国产主控,采用开源的RISC-V架构,支持PCIe 5.0接口,顺序读取速度达14GB/s,顺序写入速度达12GB/s,并支持包括FDP (Flexible Data Placement)、SR-IOV硬件虚拟化技术、CMB等特性在内的多种特性,匹配更多客制化需求。
英韧YRS820
YRS820面向包括AI PC在内的高端消费级市场,高性能设计,顺序读取14GB/s,顺序写入12GB/s,内置英韧独有的AI智能数据加速设计,可搭配3D TLC/QLC,支持容量最高可达8TB。
英韧IG5669
IG5669主要针对数据中心级应用,采用 4 通道 PCIe 5.0 接口,具有 16/18 个 NAND 通道。顺序读写速度可分别达到 14GB/s 及 11GB/s,4K 随机读取速度为 3M IOPS,支持多种闪存类型以及多种企业级特性,适用于企业级应用、高端数据中心及人工智能等领域。
YEESTOR得一微
得一微YS9501
得一微业界性能领先的PCIe Gen5 NVMe企业级SSD 控制器,可满足各种云计算和企业级环境对高可靠性、高性能SSD 的应用需求。支持PCIe Gen5×4、16通道、ONFI 5.0 NAND、DDR5/DDR4,以及4K码长的LDPC引擎。此外,该控制器还支持透明压缩、加解密,支持标准SSD、OC SSD、ZNS SSD形态。YS9501具有高性能、低延迟,和稳定的服务质量(QoS)表现,全面满足企业级/数据中心对SSD的需求。
顺序读速度为14.5 GB/s,顺序写速度为12 GB/s,随机读速度为3,000,000 IOPS,随机写速度为3,000,000 IOPS。
充电头网总结
PCIe 5.0 是 SSD 实现更高读写性能的重要基础,而 PCIe 5.0 SSD 主控芯片则是决定这一接口在存储设备上性能表现的核心组件。两者相辅相成,共同推动 SSD 性能的提升。从本文的汇总来看,市场上主流的 PCIe 5.0 SSD 主控芯片已经逐步走向成熟,各大芯片厂商都致力于推出具备先进架构和 NAND 管理技术的主控芯片。
这些产品不仅可以应对数据中心和高性能计算领域的严苛需求,也能够推动消费级存储设备向更高性能发展。同时,主控芯片的设计还围绕着功耗优化、散热控制、数据保护等方面展开,使得 PCIe 5.0 SSD 在高负载、持续运行的场景中依然保持稳定。
芯片,突传重磅!
芯片市场密集传来大消息。
据最新消息,有业内人士表示,苹果公司已经向台积电预定了尖端A16芯片首批产能,OpenAI也通过其芯片设计公司博通和Marvell向台积电预订该芯片。据悉,A16芯片是台积电目前已揭露的最先进制程节点,也是台积电迈入埃米制程的第一步,预定2026年下半年量产。
与此同时,全球芯片市场也传来一则利好数据。韩国海关最新公布的数据显示,今年8月,韩国的出口增速恢复到两位数,其中芯片出口金额达到119亿美元(约合人民币848亿元),同比增长38.8%,连续10个月保持增势,创下历年同期新高。
分析人士称,第三季度是存储芯片市场的传统旺季,下游市场备货需求旺盛,DRAM价格预计会继续上涨,存储市场需求呈现逐步复苏态势。集邦咨询估计,DRAM内存芯片平均价格在2024年将会上涨多达53%,2025年将会继续上涨35%。
台积电大消息
9月2日,台湾经济日报报道,业内人士表示,苹果公司已经向台积电预定了尖端A16芯片首批产能,OpenAI也通过其芯片设计公司博通和Marvell向台积电预订该芯片。
据悉,A16芯片是台积电目前已揭露的最先进制程节点,也是台积电迈入埃米制程的第一步,预定2026年下半年量产。
1埃米相当于1纳米的十分之一,在当前半导体制程已攻破2纳米工艺之后,埃米将是全球领先芯片公司的攀登目标。
据台积电介绍, A16将采用下一代纳米片晶体管技术,并采用超级电轨技术(SPR),SPR技术就是将供电线路移到晶圆背面,可以在晶圆正面释放出更多讯号线路布局空间,来提升逻辑密度和效能,是一种独创的、领先业界的背面供电解决方案。
台积电宣称,A16芯片工艺采用的backside contact技术能够维持与传统正面供电下相同的闸极密度(Gate Density)、布局版框尺寸(Layout Footprint)和组件宽度调节弹性,特别适用于具有复杂信号布线及密集供电网络的高效能运算(HPC)产品。
相较于N2P制程,A16在相同Vdd(工作电压)下,速度增快8%—10%,在相同速度下,功耗降低15%—20%,芯片密度提升高达1.1倍,以支持数据中心产品。
业内专家表示,台积电A16芯片的突破,将极大地推动人工智能技术的发展和应用。
尽管目前台积电A16制程尚未量产,但首批客户已经浮出水面。业内预计,苹果、OpenAI两家公司的订单将成为台积电在人工智能相关领域发展的重要推手。
其中,苹果作为台积电的核心客户之一,历来都是首批采用台积电最新工艺的科技巨头。例如,2023年,苹果独家揽获了台积电所有3nm芯片(A17制程)的订单,使得iPhone 15 Pro系列成为行业内首款搭载该制程技术的智能手机。
此次OpenAI的加入,也不算意外。台积电A16芯片特别适用于高效能运算(HPC)产品,OpenAI需要更强大的芯片为其产品提供算力基础。
此前曾有报道称,为了降低对外购AI芯片的依赖,OpenAI首席执行官山姆·奥尔特曼计划募集7万亿美元,积极和台积电洽谈合作建设晶圆厂,以进行自家AI芯片的研发和生产。
但在评估发展效益后,OpenAI搁置了该计划,转而自研ASIC芯片,并与博通、Marvell等合作,计划利用台积电的3nm及A16制程技术生产这些芯片,以加速AI技术发展。
强势复苏
当前,全球半导体市场正迎来强势复苏。
当地时间9月1日,韩国海关最新公布的数据显示,今年8月,韩国的出口增速恢复到两位数,其中芯片出口金额达到119亿美元(约合人民币848亿元),同比增长38.8%,创下历年同期新高。
这标志着,韩国芯片出口已连续第10个月实现增长,这得益于第三季度的季节性需求以及对高带宽内存(HBM)DDR5和服务器内存芯片的持续需求。
作为全球经济的“金丝雀”,韩国芯片出口数据的超预期增长反映出,全球半导体市场的强劲需求。
出口一直都是韩国经济增长的主要引擎,半导体、汽车和成品油等是推动韩国整体出口的关键产品。有关部门预计,由于全球贸易的复苏,韩国今年的经济增速将加速至2%左右。
穆迪评级战略和研究高级副总裁Madhavi Bokil在报告中表示,到明年以前,全球半导体需求的周期性上升将有助于抵消韩国国内经济的低迷,预计对人工智能相关芯片的外部需求,以及美国和欧盟推动的对电动汽车和可再生能源等新领域的投资,将抵消韩国国内疲软影响,并支持韩国2024年和2025年的增长反弹至2.5%和2.3%。
另有分析人士称,第三季度是存储芯片市场的传统旺季,下游市场备货需求旺盛,DRAM价格预计会继续上涨,存储市场需求呈现逐步复苏态势。
集邦咨询此前发布报告称,随着市场需求看涨、供需结构改善、价格拉升、HBM崛起,预计2024年的DRAM内存、NAND闪存行业收入将分别大幅增加75%、77%,2025年增速有所回落但依然会分别有51%、29%。
集邦咨询估计,DRAM内存芯片平均价格在2024年将会上涨多达53%,2025年将会继续上涨35%。
Yole最新报告指出,半导体内存市场预计将从2023年的960亿美元增长到2024年的2340亿美元。这一增长得益于3D架构和异构集成技术的进步,这些技术不断提升性能和比特密度。内存行业现在正处于快速复苏的轨道上,预计2024年DRAM收入将达到980亿美元,同比增长88%,NAND收入将达到680亿美元,增长74%。这一增长势头预计将持续到2025年,届时DRAM和NAND的收入将分别达到1370亿美元和830亿美元。
责编:战术恒
校对:李凌锋
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