憶芯科技發(fā)布STAR1000 NVMe SSD控制器助力國(guó)內(nèi)存儲(chǔ)芯片實(shí)現(xiàn)自主可控

存儲(chǔ)市場(chǎng)現(xiàn)狀

今年與存儲(chǔ)芯片相關(guān)的終端產(chǎn)品，包括U盤(pán)、TF卡、SD卡、SSD固態(tài)硬盤(pán)等，由于供貨緊張，其價(jià)格都增長(zhǎng)了3~5倍，經(jīng)常接觸電子產(chǎn)品的小伙伴們一定深有體會(huì)。而由于SSD固態(tài)硬盤(pán)的大容量、高性能、低功耗等優(yōu)勢(shì)，更是逐漸取代機(jī)械硬盤(pán)，成為當(dāng)下消費(fèi)級(jí)和企業(yè)級(jí)產(chǎn)品的主流配置。

據(jù)IDC預(yù)測(cè)，到2018年固態(tài)硬盤(pán)SSD市場(chǎng)將達(dá)到200億美金，2021年將達(dá)到300億美金，出貨量也將從2018年的2億片提升為2021年的3億片。未來(lái)固態(tài)硬盤(pán)的銷(xiāo)售年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到13.1%，出貨年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到40.7%，其中NMVe產(chǎn)品年復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到50%。

與此同時(shí)，我國(guó)每年芯片進(jìn)口總額達(dá)到2200億~2300億美元，去年進(jìn)口總額為2270億美元，其中，存儲(chǔ)芯片占總進(jìn)口額四分之一。因而我國(guó)對(duì)存儲(chǔ)芯片的需求量同樣很大。面對(duì)如此大的量，目前，我們所需要的存儲(chǔ)芯片中存儲(chǔ)顆粒卻沒(méi)有一顆能夠自主供應(yīng)。

而隨著近年來(lái)存儲(chǔ)市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大，國(guó)內(nèi)存儲(chǔ)企業(yè)也不斷加強(qiáng)研發(fā)投入，想要盡早能夠與國(guó)際存儲(chǔ)巨頭競(jìng)爭(zhēng)并分得一羹。而要想在存儲(chǔ)市場(chǎng)中爭(zhēng)得一席之位，就要有拿得出手的技術(shù)和產(chǎn)品，要在核心技術(shù)和主控芯片上獲得突破。2017年11月15日，憶芯科技發(fā)布了一款針對(duì)高端消費(fèi)級(jí)與入門(mén)企業(yè)級(jí)國(guó)產(chǎn)SSD控制器，憶芯科技創(chuàng)始人/首席執(zhí)行官沈飛在大會(huì)上介紹了其核心技術(shù)、產(chǎn)品及未來(lái)發(fā)展規(guī)劃。

憶芯科技的光速進(jìn)程

作為年輕一代的存儲(chǔ)企業(yè)，憶芯科技一直都是在以光速前進(jìn)。憶芯科技成立于2015年11月，2016年1月完成FPGA平臺(tái)驗(yàn)證，掌握第一代StarNVMe?、StarFlash?、StarLCPC?核心主控技術(shù)；2016年4月，采用TSMC 28nm HPC工藝及高速接口技術(shù)和ARC存儲(chǔ)技術(shù)的MB1000原型芯片成功流片，目標(biāo)市場(chǎng)為高端消費(fèi)級(jí)和入門(mén)企業(yè)級(jí)市場(chǎng)；2016年7月拿到北京集成電路制造與裝備股權(quán)投資中心與貴陽(yáng)工投生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)創(chuàng)業(yè)投資有限公司領(lǐng)投的A輪約2000萬(wàn)美元的融資；2016年12月，引入硬件仿真器，利用硬件加速平臺(tái)完成流片前系統(tǒng)驗(yàn)證，利用自主開(kāi)發(fā)的軟件仿真平臺(tái)完成了流片前的固件開(kāi)發(fā)；2017年1月成功流片全掩膜芯片STAR1000；2017年3月，采用第二代StarNVMe^?、StarFlash^?、StarLCPC^?技術(shù)的STAR1000主控芯片實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

STAR1000 NVMe SSD控制器

STAR1000采用TSMC 28nm HPC工藝制造，實(shí)現(xiàn)了高性能和低功耗的平衡。采用雙核ARC和多核架構(gòu)，支持ONFI 4.0與Toggle DDR 3.0；閃存接口速度為800MT/s，可支持最大2400MT/s的DDR4/LPDDR3外置緩存；全面支持2D/3D/NLC/TLC顆粒，靈活拓展支持QLC等顆粒；順序讀取速度最高可達(dá)到3GB/s，順序?qū)懭胨俣茸罡呖蛇_(dá)到2GB/s；最大隨機(jī)讀寫(xiě)IOPS分別為350K和300K；由于采用超低功耗設(shè)計(jì)，工作功耗低于5W，待機(jī)功耗低于2.5W。

STAR1000作為一款國(guó)產(chǎn)高端消費(fèi)級(jí)與入門(mén)企業(yè)級(jí)SSD控制器，通過(guò)一顆主控芯片和兩套產(chǎn)品供應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其具有高度靈活性、高性能和低功耗。支持PCI-E 3.0x4通道/NVMe 1.2協(xié)議，并通過(guò)StarLDPC ECC引擎，支持3D TLC在內(nèi)的主流商用NAND閃存，實(shí)現(xiàn)了從主機(jī)到顆粒之間的高速傳輸。通過(guò)XTS-AES256引擎實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)加密，支持TCG OPAL，利用硬件TRNG、SHA256與RSA等的安全引導(dǎo)。

讀寫(xiě)性能對(duì)比

選擇三家國(guó)際主流公司進(jìn)行對(duì)比，其中A為美國(guó)公司產(chǎn)品，采用臺(tái)灣公司主控芯片；B為臺(tái)灣公司產(chǎn)品，采用美國(guó)公司主控芯片；C為臺(tái)灣公司產(chǎn)品，采用臺(tái)灣公司主控芯片。A、B、C三家128K數(shù)據(jù)順序讀寫(xiě)能力分別1.5GB/s和0.56GB/s、2.5GB/s和1.4GB/s、2.6GB/s和1.3GB/s，而采用憶芯STAR1000主控芯片的產(chǎn)品可以達(dá)到2.72GB/s和1.91GB/s（下圖上部分）；A、B、C三家產(chǎn)品4K視頻數(shù)據(jù)讀寫(xiě)能力分別為155K和128K、280K和240K、265K和150K，而采用憶芯STAR1000主控芯片的產(chǎn)品可以達(dá)到410K和320K（下圖下部分）。

LITEONT10 Plus

LITEON T10 Plus是首款搭載憶芯STAR1000主控芯片。搭載東芝最新3D閃存顆粒，順序讀寫(xiě)速度分別為2700MB/s和1700MB/s，4K隨機(jī)讀IOPS 320K以及4K隨機(jī)寫(xiě)IOPS 275K。

憶芯未來(lái)發(fā)展規(guī)劃

針對(duì)未來(lái)技術(shù)發(fā)展，沈飛先生表示，在存儲(chǔ)領(lǐng)域?qū)⒗^續(xù)推進(jìn)憶芯的StarFlash和StarLDPC技術(shù)，同時(shí)將支持KV Storage，以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)；在計(jì)算領(lǐng)域?qū)⒅С指鼜?qiáng)大的多核CPU，并通過(guò)深度學(xué)習(xí)、搜索引擎和片上系統(tǒng)支持實(shí)現(xiàn)本地的AI計(jì)算；在網(wǎng)絡(luò)方面，將支持NVMe Over Fabric實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的直接存??；在安全算法方面，將支持國(guó)密SM算法、TCG-Opal等。

沈飛先生用一張星辰大海的藍(lán)圖來(lái)解讀未來(lái)憶芯的市場(chǎng)發(fā)展，未來(lái)憶芯將繼續(xù)向監(jiān)控存儲(chǔ)、智慧存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)中心縱向拓展，以實(shí)現(xiàn)憶芯的“中國(guó)芯·世界夢(mèng)”。