入局SSD主控芯片，平頭哥RISC-V鎮岳510賦能云計算

存儲是電子系統必不可少的功能單元，特別是伴隨著數據價值的不斷提升，高性能大容量存儲的價值逐漸與計算能力并駕齊驅。特別是隨著數據安全變得越來越重要，存儲單元的數據安全成為眾多云服務廠商無法回避的話題，存儲單元的主控芯片就是提升存儲安全性最關鍵的半導體器件。

在半導體細分領域中，存儲單元主控芯片是國產化率相比比較高的產品類別，從USB Flash存儲到傳統的磁盤主控，甚至最新的SSD主控，國內廠商逐漸成為市場應用的主流，并且成功迫使曾經的存儲主控芯片巨頭Marvel從中國市場倉皇而逃。隨著大規模云計算和人工智能應用的普及，對存儲器的容量、體積和讀取速度提出了更高的要求，從而導致傳統的磁盤式存儲已經被SSD存儲所取代。SSD主控芯片作為SSD的大腦，負責主機交互、協議解析與執行、數據讀寫、數據糾錯、數據管理、后臺任務、帶外管理，SSD的功能、性能與可靠性均由其實現。伴隨著國內大規模數據中心不斷擴建，算力提升的同時對數據存儲單元的要求與日俱增。因此面向云計算的國產SSD主控就變得越來越具有戰略意義。

云計算時代，算力、存力和網力共同構筑了云服務的基礎，特別是隨著智能云服務的廣泛應用，包括存儲容量和讀取速度等指標在內的存力成為諸多應用深化發展的瓶頸，面臨著包括超高的讀寫吞吐能力、復雜工作負載情況下的穩定時延、更高的單位面積存儲密度以及更優化的讀取功耗等挑戰。這其中，SSD主控芯片的性能和對存儲單元調配的優化程度直接決定了存儲系統迎接上述挑戰的關鍵所在。

近日在阿里云云棲大會期間，阿里巴巴平頭哥發布旗下首顆SSD主控芯片鎮岳510，鎮岳510支持先進的PCIe 5.0接口，支持DDR5.0技術，內置玄鐵910 RISC-V多核CPU，采用平頭哥自研緊耦合芯片架構，對SSD任務進行高度抽象，可固化任務硬化為加速算子以提升性能，FTL關鍵任務則運行于玄鐵910CPU以保持靈活性。該芯片為云計算場景深度定制，實現4μs超低時延，比業界主流降低30%以上 ，誤碼率低至10的-18次方，比業內標桿領先一個數量級。鎮岳510將率先在阿里云數據中心部署，可應用于AI、在線交易、大數據分析、高性能數據庫、軟件定義存儲等業務場景。

作為面向服務器級應用的SSD主控，數據吞吐能力一定要強，鎮岳510每秒可處理高達340萬筆IO，相當于1萬塊高性能HDD的性能總和。此外，存儲讀取是數據中心的耗能大戶，鎮岳510擁有極高的能效比，每瓦功耗可提供42萬筆IO訪問。鎮岳510內置創新的IO自動化處理機制，前端IO解析與處理，由專用硬件模塊自動完成，實現了業界領先的超低的時延（4μs），可以帶給應用極佳的體驗，比業界SSD降低30%以上。不僅如此，鎮岳510芯片內實現了IO/SYS/GC的全鏈路隔離，極大的降低這些任務之間的相互干擾，提供了既低又穩定的時延表現。除了這些基本的強大硬件性能之外，鎮岳510內置了平頭哥自研的高性能LDPC糾錯算法，編碼效率逼近香農極限，同時ErrorFlow相比業內SSD更優一個數量級；同時借助平頭哥自研閃存電壓預測算法，可以在各種閃存的不同工況、壽命、溫度等條件下，準確預測閃存電壓漂移，進一步降低LDPC解碼器的輸入誤碼率。

鎮岳510不僅具備更強存力、更高可靠等特點，還通過為云定制，帶來更優秀的存儲體驗。鎮岳510完美實現了ZNS協議（通過將盤內FTL層上移至存儲系統，達到了存儲系統與閃存特性的完美匹配），通過靈活的硬件表項加速保持了高IO性能，而Zone分區狀態則交由玄鐵910CPU維護，保留了對新協議的靈活性。此外，鎮岳510定制了Last Sector 隨機寫功能，實現了小報文的多次反復下盤，簡化了ZNS的應用難度。鎮岳510在支持NVMe標準的SQ調度機制的同時，額外定制了基于IO粒度的優先級調度機制，允許系統按IO打標，優先級種類多達8級，結合云存儲系統，能夠更好的保障延遲敏感型業務的服務質量。此外，鎮岳510以IO為粒度，遵循上層存儲語義進行校驗，補齊了整個存儲系統的數據鏈路校驗的最后一環。不僅如此，鎮岳510還支持以存儲語義對內部數據進行后臺巡檢，而無需再讀出至服務器，節省了寶貴的PCIe帶寬、服務器內存帶寬與CPU算力。

過去5年，平頭哥已推出多款算力芯片，其云原生處理器芯片倚天710已在阿里云數據中心規?；渴?，算力性價比提升超30%，已服務數千家電商、短視頻、在線教育等領域客戶。此次鎮岳510的問世，意味著平頭哥的芯片產品家族從算力擴展到了存力領域，進一步為云計算行業提供高性價比的技術底座。