了解LSI SandForce SF3700系列控制器

0
62

第三代SandForce,第一代 LSI SandForce

lsi-sandforce-sf3700-sf373975a-ais-2013-custom-pc-review-1

今天我们来看SSD行业,很少有公司比LSI SandForce更知名。 LSI SandForce驱动着目前市场上售出的35%以上SSD的功率,因此,当这些人在推出上一代产品两年多之后推出新的SSD控制器时,’现在绝对是要注意的时候了。

自今年1月在CES以来,我们’曾经听到过关于神话般的新型LSI SandForce SSD控制器(又名“Project Griffin”), but it wasn’直到六月我们第一次在Computex举行 确认其存在 通过LSI SandForce之一’s partners. 正如您可能从 大规模集成电路 SandForce新闻稿 几天前,LSI SandForce最近推出了SF3700系列SSD控制器,它是寿命长的SF-2000系列控制器的后继产品。

 

大规模集成电路 SandForce SF3700 Series Controller

沙力 SF-2000系列控制器是SandForce SF-1000系列的进一步发展,而LSI SandForce SF3700系列则是完全全新的。 SandForce SF-1000系列产品的简单演变使SandForce可以随SandForce SF-2000系列更快地进入市场,而SandForce SF-2000系列仅是更快的SandForce SF-1000系列产品而已。两个控制器共享相同的性能配置文件,但不幸的是具有相同的缺点 –SandForce根本就没有’t too happy with.

另一方面,LSI SandForce SF3700系列基于全新的控制器设计,从而为其提供了全新的性能。 LSI SandForce仍将利用现有的SandForce IP(Durawrite,RAISE等),这使SandForce控制器成为其独特的竞争产品。但是,LSI SandForce声称SF3700将解决上一代SandForce SF-1000和SF-2000控制器固有的所有缺点。当然,这些现有的SandForce功能已经得到了一些重大改进,以解决耐久性较低,成本较低的NAND问题,’在市场上变得越来越普遍,但是我们’本文稍后将讨论这些技术(以及新技术)。

全新设计的一个主要方面是在LSI SandForce SF3700控制器中实现了模块化设计。下面我们有一个非常高级的控制器布局图。回顾SandForce SF-1000和SF-2000系列控制器,SandForce似乎希望它们的控制器具有相当长的生命周期,并且LSI SandForce SF3700内的模块性肯定会有助于扩展控制器’的保质期。具有模块化功能,SandForce能够快速适应新的接口标准以及NAND技术的进步–会的东西’从SandForce SF-1000控制器向SF-2000控制器的迁移过程中,由于几年前通过SATA 6Gb / s可用带宽的增加,一直非常有利。

让’讨论LSI SandForce SF3700’更详细的模块化设计…

sandforce SF 3700闪存存储处理器演示文稿1

从LSI SandForce SF3700控制器的前端开始,我们可以看到SandForce已经包括对SATA 3 6Gb / s AHCI和PCIe Gen 2 x4的支持。 NVMe &AHCI。这涵盖了所有当前和即将到来的接口标准(请记住,即使即将到来的M.2 aka NGFF都依赖于PCIe或SATA接口),并且前端的模块化方面将允许在新的接口标准下进行更改。 ,远超一流的界面得以实现。

大规模集成电路 SandForce的核心 SF3700,我们获得了控制器的所有基本功能,例如加密引擎, 垃圾收集 引擎,DuraWrite引擎等。与市场上其他SSD控制器不同,SandForce继续在控制器本身中存储NAND映射表。根据SandForce的说法,这可以降低功耗,更重要的是可以释放PCB上的空间,这可以使合作伙伴在其PCB上集成更多的IC或减小PCB的尺寸以降低制造成本。此外,LSI SandForce已确认SF3700通过其闪存转换层(包括AES-256,TCG Opal和Microsoft)将支持所有最新的实时加密技术。’s eDrive.

在LSI SandForce的后端 SF3700,我们有NAND接口。与SandForce SF-2000系列控制器不同,后端包括9个通道而不是8个通道。第9个通道实际上是由于RAISE的增强而实现的,是SSD合作伙伴可以选择实施的一个选项,但是我们’本文稍后将更详细地介绍RAISE。说到RAISE,后端还包含SHIELD,’我也会在以后介绍。至于NAND支持,根据LSI SandForce的说法,SF3700系列控制器将支持当今市场上几乎所有可用的产品,包括ONFI和Toggle SLC,MLC,eMLC,TLC NAND,直至1x / 1y nm制造工艺。在AIS上,LSI SandForce展示了基于SF3700的工作 参考样品 同时使用东芝/ SanDisk和IMFT NAND。

sandforce SF 3700闪存存储处理器演示3

与上一代产品相似,LSI SandForce SF3700通常将以完整的包装提供给SSD合作伙伴,其中包括固件和控制器硬件。当被问及在这一代中是否可能实现定制固件时,SandForce告诉我们,这种安排与我们在上一代控制器中看到的类似,因此’SSD合作伙伴*咳嗽英特尔*可能会获得更多定制的,联合开发的固件。 SandForce避风港’我们在这里没有详细介绍,但是’SSD合作伙伴级别的定制固件所面临的挑战可能是,SF3700系列控制器运行于11核定制构建处理器(非x86,非ARM等)上,该处理器为整个操作提供了动力。

 

沙力 SF3700性能

sandforce SF 3700闪存存储处理器演示4

在过去的几代SandForce控制器中,SandForce总是不愿使用最佳情况脚本性能或读取或写入100%可压缩(0%熵)数据时的性能来推销其驱动器。对于SandForce驱动器,使用高度可压缩的数据可以使SandForce’s的DuraWrite技术可即时压缩/解压缩数据,减少了需要从闪存读取或写入的数据量,从而提高了性能。不幸的是,在上一代SandForce SF-1000和SF-2000控制器中,当读取或写入不可压缩或100%的熵数据时,性能会大大下降。

借助新的LSI SandForce SF3700系列,SandForce不再以最佳情况进行营销,而以最坏情况(也就是100%熵)进行营销。令人印象深刻的是,我们可以看到LSI SandForce SF3700 256GB有望达到1800MB / s的读取速度,甚至在最坏的情况下也希望达到1800MB / s的写入速度。这意味着LSI SandForce SF3700驱动的SSD可能是 甚至更快 使用100%可压缩数据时。在我的简报中,最初告诉我LSI SandForce SF3700系列目前尚无法使用当前的预生产固件以1,800MB / s的速度读取数据,但使用LSI’在AIS事件中,已经证明可以工作的LSI SandForce SF3700驱动的参考SSD 能够拉 1,800MB/s reads.

sandforce SF 3700闪存存储处理器演示5

尽管LSI SandForce在这一代中已改进了原始顺序性能,但始终如一的性能和 一致的低延迟性能也是SF3700系列控制器的重点。在过去的几个月中,SSD性能一致性在我们的测试中变得越来越重要,因为拥有快速的平均性能不会’这不一定意味着SSD能够始终获得该平均性能水平。有时可能会更快,有时可能会更慢。当慢速与快速之间的差异很大时,这可能会导致服务质量降低,尤其是对于那些不断要求一定性能水平的用户而言。 SandForce向我们保证,LSI SandForce SF3700’积极的垃圾收集技术将使LSI SandForce SF3700驱动的SSD具有低延迟和高一致性,即使SSD自身已转变为稳定状态也是如此。

 

大规模集成电路 SandForce SF3700 Technologies

改进的Durawrite数据减少

sandforce SF 3700闪存存储处理器演示7

作为SandForce SF-2000系列控制器的遗留物,DuraWrite可以即时压缩或解压缩数据,从而使SSD能够进行大量改进,最终导致更高的性能,更长的闪存寿命,更低的成本以及更长的电池寿命/更低的寿命能源消耗。随着LSI SandForce的推出 SF3700,SandForce声称已经改进了其DuraWrite算法,以便进一步压缩数据并改善垃圾收集。

改进的RAISE(冗余阵列) Independent Silicon Elements)

sandforce SF 3700闪存存储处理器演示8

除了DuraWrite的改进之外,LSI SandForce 还具有改进的RAISE(独立硅元素冗余阵列)。第一代RAISE或RAISE 1级的运行方式类似于 袭击 在传统RAID设置中为5。但是,’通过使用一种奇偶校验来保存数据,最多只能使用一个裸片来保护页面和块。尽管这是对大多数故障的一种体面的保护形式,但是当整个芯片失效时会发生什么?

那’进入RAISE 2级的位置。您可以使用两个晶粒进行奇偶校验,而不必仅使用一个晶粒,即使整个块发生故障,您仍然可以从奇偶校验中恢复数据。如果发生芯片故障并重新分配芯片,则可以将剩余的RAISE芯片功能用作RAISE级别1,也可以从预留空间中拉出一个芯片,并以性能为代价保持RAISE级别2。如前所述,LSI SandForce SF3700是9通道控制器。第9个通道旨在允许将额外的裸片放入SSD中,以允许将两个裸片用于RAISE 2级,而不会另外减少SSD容量。就是说,因为板上有一个额外的裸片,并且用户可寻址空间以及 过度配置/ ECC空间在所有管芯之间共享,也可能会带来一定程度的性能优势。

此外,RAISE现在还包括使用部分管芯进行冗余的灵活性。显然,它’并不能防止全部芯片故障,但是可以为小型SSD提供少量保护’付不起钱’值得RAISE占用的空间(请考虑使用32GB / 64GB SSD)。

 

屏蔽纠错技术

sandforce SF 3700闪存存储处理器演示6

为了应对由于更精细的制造工艺而产生的较低耐久性的NAND闪存,最终将每单元MLC NAND迁移到3位,甚至超过LSI SandForce SF3700系列控制器还引入了SHIELD高级错误校正。

闪光灯的工作方式是在BOL(使用寿命开始)时,闪光灯通常很快,这意味着您可能赢得了胜利’不需要大量的ECC(纠错码)。此时,ECC算法不需要’t do much so it’不必为ECC提供大量的备用区域。取而代之的是,将更多的备用区域用于预留空间以提高性能。

随着SSD的使用,NAND闪存开始返回越来越多的错误,因此SHIELD将适应这些错误,使ECC更具侵略性,并提供一些多余的备用区域以过度供应到ECC备用区域中。这会降低性能,但可以防止SSD遭受灾难性故障。

随着SSD继续朝着寿命终止(EOL)的方向发展,NAND闪存开始返回越来越多的错误,而这些错误已超出为ECC提供的备用区域。然后,ECC能够重新供应与过度供应相关的备用区域,以防止整个SSD遭受灾难性故障的名义进一步降低性能。

 

阵容

sandforce SF 3700闪存存储处理器演示2

大规模集成电路 SandForce SF3700系列控制器将根据SSD的预期使用情况分为四种不同的型号’ll be powering.

在入门级,我们可以获得LSI SandForce SF3719. It’是产品组合中最慢的,并且支持最少的功能,但是’功率优化且最便宜的控制器。该控制器将同时支持SATA和PCIe 2x接口。

略高于LSI SandForce SF3719在主流级别,我们获得了LSI SandForce SF3729仍在进行功率优化,它支持更多功能,价格更高,但性能更高。类似于LSI SandForce SF3719,LSI SandForce SF3729将同时支持SATA和PCIe 2x接口。

除此之外,我们获得了发烧级/入门级企业级LSI SandForce SF3739,应该是性能最高的面向消费者的SSD中使用的控制器。这些是高性能SSD,价格稍贵,但速度很快,并具有发烧友和商业用户所需的所有功能。鉴于它’更快,它需要更高带宽的接口,因此支持PCIe 4x。对于企业用户,它还具有全面的电源故障保护功能。

最后,我们还获得了LSI SandForce SF3759,它将成为LSI SandForce的顶级,最快,功能最多的SSD控制器 SF3700系列控制器。 LSI SandForce SF3759通常将用于企业应用程序,并将包括整个企业功能阵列。它还具有可扩展的PCIe,这应该允许放置多个LSI SandForce的SSD合作伙伴 将SF3759控制器集成到RAID阵列中,可获得比单个LSI SandForce更高的性能 SF3759 controller.

 

最后的想法

lsi-sf3700-sata-m2-ngff-pcie-ssd-ais-2013-custom-pc-review-2从我身上’ve seen so far, 除非有人在这些产品投入量产之前就做了一些事情(三星,Marvell,LAMD?), the LSI SandForce SF3700系列控制器将是目前可用的最先进的SSD控制器,并将像两年多前首次发布的SandForce SF-2000系列控制器一样对市场造成破坏。即使在单个控制器的最坏情况下,读写速度也高达1800MB / s,它应该很容易在整个高性能SSD市场上独领风骚,我肯定会看到LSI SandForce 无论是在PCIe SSD领域还是获得了巨大的市场份额’M.2,全尺寸PCIe卡或即将面世的面向企业的SFF-8639接口。那里’到目前为止,根本没有宣布竞争。

就是说,看起来确实像LSI SandForce 在新控制器上有一些错误需要解决。 AIS 2013上的演示单元似乎仍处于固件开发阶段,并且似乎存在过热问题。一世’m告诉算法热节流,节能状态等。’尚未实施,但他们正在酝酿中,不少于100位固件工程师正在努力实现这一目标。那里’从现在到1H 2013年底还有很多时间,所以希望LSI SandForce 从现在开始到现在,事情都会解决。控制器硬件本身似乎已经完成,已经可以达到其性能目标,已经准备好参考设计,并且合作伙伴已经收到了可以使用的参考设计,因此未来的前景一片光明。

发表评论

该网站使用Akismet减少垃圾邮件。 了解如何处理您的评论数据.