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不让SandForce独美 固态硬盘主流主控芯片盘点
  • 2013-8-2 16:01:47
  • 类型:原创
  • 来源:电脑报
  • 报纸编辑:薛昱
  • 作者:
【电脑报在线】在固态硬盘领域,一款优秀的产品必须得拥有足够优秀的NAND 闪存芯片、足够高速的接口标准以及足够出色的主控芯片。特别是主控芯片,作为一款固态硬盘的核心部件,更是成为了业界和消费者最关心的部分。

    在固态硬盘领域,一款优秀的产品必须得拥有足够优秀的NAND 闪存芯片、足够高速的接口标准以及足够出色的主控芯片。特别是主控芯片,作为一款固态硬盘的核心部件,更是成为了业界和消费者最关心的部分。因此,这几年固态硬盘的主控芯片也在进不停地快速升级换代。在前几年,SandForce在人们心中一直是高端固态硬盘主控芯片的代名词,但现在其他厂商的主控芯片也逐渐在市场上站稳了脚跟,下面我们就一起来盘点目前主流的固态硬盘主控芯片!


Marvell主控两代同堂

   说起Marvell,大家不可能不熟悉。目前大家用的机械硬盘的主控芯片基本上都是它的芯片。目前Marvell在SSD市场的主打产品有Marvell 88SS9174及88SS9187控制芯片两款,采用高低搭配。Marvell 88SS9174是市场上首款支持SATA 6Gbp/s的主控芯片,采用这种芯片的产品一般都具备355MB/s的读取能力,连续写入性能也超过200MB/s,这些可都是实打实的,不像SandForce标称的那样是在数据可以被即时压缩的环境下的最佳性能。而且该主控的Trim与垃圾回收的能力都不错,在系统支持Trim的情况下SSD的性能基本上可以长期保持在出厂状态。

Marvell 88SS9174主控芯片

    之前市场不少明星级SSD就是使用此主控,除了镁光的M4,还有浦科特M2P、M2S、M3系列,ORICO HM1系列,海盗船Performance Pro系列,Intel 510系列都是采用该主控。目前Marvell 88SS9174主控已经从最初的BJP2步进发展到BLD2步进,更稳定、性能更高。不过随着第三代Marvell 88SS9187主控推出,这款Marvell 88SS9174身价也降格到中端市场,如闪迪Ultra Plus 256G SSD就采用Marvell 88SS9174主控。

Marvell的88SS9187主控

  88SS9187是Marvell的第三代SSD主控。与88SS9174相比,新一代88SS9187主控主要是进行了优化与改善。新主控采用了Marvell 88FR102 V5双核处理器,支持SATA 3.1接口,包括支持queued TRIM commands改善固态硬盘性能。Queued Trim Command的支持对Trim的改进非常重要。很多人都知道Trim指令能够帮助保持SSD性能,降低写入放大,提高SSD耐久度,但是之前的Trim指令被ATA协议层定义为一条non-queued command,这意味着在发送Trim指令到设备之前,操作系统需要等待SSD上的IO操作全部完成,然后在SSD执行Trim指令并结束前,将不能接受任何的IO操作,所以每次发送Trim指令前都需要清空队列中的操作,间接的影响性能。现在88SS9187支持queued TRIM commands技术(同时要固件支持才行),则在Trim的时候可以queue起来一起发送Trim指令,大大提高效率,甚至做得好能够和原本queue里的Read和Write操作一起执行。此外,88SS9187控制芯片自带RAID数组功能,且号称拥有约500MB/s 以上的循序写入性能,跟接近 SATA 3的6Gbps的循序读取性能。特别的是,它能够支持高达八个NAND flash信道 ,接口带宽也从之前88SS9174的166MT/s最大提高到了200MT/s,这样在持续写入上可以表现得更加出色。目前Marvell 88SS9187主控已经成为高端SSD市场的领军人物,OCZ的Vertex 4以及浦科特的M5系列都采用了这款主控,闪迪的旗舰级产品也使用了这款高端主控。

 

代表性产品 

    浦科特目前的明星产品——PX-256 M5P 固态硬盘就采用Marvell 88SS9187顶级主控芯片。这款产品还使用了东芝19nmMLC 增压同步型闪存芯片,单颗容量32GB,共8颗组成256GB的规格,并配备南亚512MB DDR3缓存。算是大家比较熟知的采用Marvell 88SS9187的代表性产品了。


MDX,三星第四代主控

   能够自主完全生产固态硬盘的厂商,也就是说既研发主控,同时采用自己生产的NAND闪存以及可以开发自主固件的厂商。这样的厂商,在业界其实只有三家,而三星就是其中的代表!三星在宣传SSD产品时主控是以“英文代号”为主。要辨别三星主控的代数相当简单,只要看代号中间那个字母就可以了。第一代为MAX,用于740系列;第二代MBX则从未用于零售;第三代为MCX,用于830系列,而第四代,相信大家已经知道了了——那就是MDX。不过,具体到芯片型号上时,MDX对应用的数字为:S4LN021X01-8030。

三星的MDX主控芯片

   从架构上来看,MDX与MCX没有太多的改进,内部仍是三个处理器核心,主要是提高在算法设计和CPU的频率,和频率为220MHz 的MCX主控相比, MDX主控的频率提高到300MHz,整合256-bit硬件加密引擎,搭配512MB LPDDR2-1066缓存,相比上代容量翻番、带宽增加33%,具备更强悍的多任务、多路数据读写传输能力。目前这款主控主要应用到三星目前旗舰级840 PRO固态硬盘上。

 

代表性产品

   三星840 Pro 256GB采用三星的S4LN021X01-8030 MDX主控芯片,闪存方面采用821nm制造工艺的三星原厂K9HFGY8U5A-CCK0 MLC闪存芯片,单颗芯片容量为32GB


OCZ 开山之作——Barefoot3

   之前OCZ 固态硬盘一直采用的是别家的主控,如Marvell。不过随着SSD硬盘的快速发展,OCZ意识到了固态硬盘市场内主控技术的竞争激烈程度,自己掌控主控的优势和在高端市场的占有率相互呼应。所以在OCZ收购了Indilinx之后,就发布了两款Everest(Everest1、Everest2)主控。尽管最初OCZ声称是自主生产的主控,但是其实这两款主控也采用了Marvell的硬件技术,真可谓是披着羊皮的灰太狼啊!后来OCZ在收购了PLX IC Design Team之后,才推出货真价实的Barefoot3主控。

Barefoot3主控

  Barefoot3也称“大脚3主控”,具体型号为型号为“IDX500M10”,由台积电代工生产。Barefoot3主控的运行频率为400MHz,基于ARM Coretex-A9的双核心基础:一颗ARM Cortex架构主处理器以及Aragon 32bit副处理器,后者专门用于垃圾回收等计算和优化写入放大等操作,支持RISC程序语言架构,可以用最精简的程序语言撰写复杂的指令集,专门针对现今闪存的ECC(错误纠正)引擎的要求,以及OCZ独家的闪存写入管理引擎而设计。目前这Barefoot 3主控主要应用于到OCZ Vector系列固态硬盘上,性能已经达到了主流产品的先进水平!


JMF667H—— Jmicron新力量

     Jmicron主控,曾一度是山寨SSD的“主芯”,早期绝大多数的山寨SSD都是采用Jmicron JMF602芯片,如JMF602A。但JMF602由于不支持外部缓存,内部缓存只有区区16K,因此其性能并不咋的----持续读取、写入速度只有143MB/s、93MB/s,而做为SSD最重要的4KB随机IOPS数值,该款SSD主控的性能一般,不过Jmicron主控的优点就是成本低。

JMF667H主控

    针对JMF616的不足,Jmicro后来推出了性能更强的JMF667H主控方案。它是JMicron首款支持SATA 6Gbps接口主控,台积电55nm工艺制造,内核架构自然是ARM,数据交换可以绕过CPU而直接通过DMA通道高速进行,支持八信道,持续读写速度分别可达500/400 MB/s。不过,JMF667H的随机读写能力比较低,这也是JMicron主控一直的缺点,不过由于价格低而为二、三线SSD品牌中低端SSD产品所采用。比如影驰GT128GB Pro SSD就是采用此主控芯片。

    此外,JMF667H还有个低端版本JMF667,总体规格差不多,只是每通道支持闪存引脚数量、固件Banks数量有所精简。


写在最后:

  总的来说,不同厂商主控芯片均有各自的特点产品。从目前的情况下看,Marvell 88SS9187的综合能力仍是目前主控芯片中最强,特别是其在读写速度方面具有持久稳定性的优势。至于Samsung主控只能以及中规中矩形容,它体现在读写速度的稳定性不错,在其它方面要比前Marvell、SandForce还有一定的差距。虽然OCZ的Barefoot3主控的表现不错,但仅仅依靠OCZ的力量要在主控市场中占一席之地仍有点难度。至于而Jmicron主控则以性价比为特色。当然,一颗优秀的主控并不是决定SSD性能高低的唯一因素,如所采用的闪存类型、容量、固件都对SSD的性能有着很大的影响,在这方面品牌SSD厂商要较普通SSD厂商要优秀很多。

 
本文出自2013-08-05出版的《电脑报》2013年第30期 E.硬件DIY
(网站编辑:pcw2013)


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