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探秘S11主控新科技之闪存接口

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影驰科技 发表于 2016-6-20 10:43 | 显示全部楼层 |阅读模式
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全新PHISON S11主控新品即将以影驰新版铁甲战将120型号首发亮相,通过已经流出的AS SSD Benchmark测试图可以看到新版铁甲战将的性能表现不错:
在新一代无外置缓存主控方案当中,PHISON S11主控表现令人眼前一亮:
在PHISON S11主控上应用了多项新技术,比如SmartZIP压缩、LDPC纠错、TurboTLC加速等,少有人注意到的是S11主控仅有两条闪存通道,那么S11是如何做到在通道数量减少的情况下依然保持高性能输出呢?
答案就是PHISON S11主控与闪存之间的接口使用了Toggle 2.0标准,相比过去Toggle 1.0接口的速率提升了整整一倍,达到了400MT/s,以8bit存取也就是每个通道可以达到400MB/s的带宽。
早在2012年的时候,有些固态硬盘评测中就能够看到闪存颗粒支持Toggle 2.0闪存接口,最高速率400MT/s之类的宣传,而实际情况是当时只有闪存支持Toggle 2.0接口,与之搭配的主控只能支持Toggle 1.0标准,最终接口速率被限制到200MT/s以内。
今天就来聊一下闪存接口的发展,闪存接口是连接NAND闪存与固态硬盘主控芯片的协议标准,实际上包括了闪存的物理接口、封装、工作机制、控制指令和寄存器等规范。统一接口规范的意义在于可以降低终端厂商的开发压力。
从接口标准上说现在闪存原厂分为ONFi与Toggle两大阵营。ONFi标准是由英特尔、美光、海力士、闪迪、群联电子(PHISON)、索尼、飞索半导体发起的。当然这只是最初的情况,后来闪迪与东芝合资建厂,转入了Toggle阵营,而PHISON作为商用主控厂商现阶段与Toggle阵营的东芝走的更近。
Toggle阵营主要由三星和东芝联手组成,二者通过达成技术交叉授权协议实现闪存规格与技术上的共享。Toggle闪存使用双向DQS信号控制读写操作,信号的上升和下降沿都可以进行数据的传输,从而使传输速度翻倍,与DDR内存提高带宽的机制有些类似。
虽然ONFi和Toggle在实现方法上不同,但共同的效果都是提升了闪存与外部数据传输的速度,拓宽了闪存颗粒与主控芯片之间的桥梁。ONFi 3.0标准和Toggle 2.0标准中都达成了400MT/s的目标,按照8bit存取,每秒传输速率为400MB/s。
过去,固态硬盘主控的开发与换代速度明显落后于闪存技术的发展,因此当Toggle 2.0闪存量产几年后,支持Toggle 2.0的主控却依然寥寥无几,提高整体性能还是依靠多闪存通道并行传输解决。在TLC闪存普及的同时,SLC Cache的应用更加广泛,为了充分发挥SLC模式下闪存的数据吞吐能力,提升闪存接口带宽已经势在必行。最新的PHISON S11主控以及Marvell的88SS1074、88NV1120都已经支持Toggle 2.0标准。
主控在支持更高闪存带宽的同时降低闪存通道数量,有点类似于汽车界现在推行的小排量涡轮发动机,虽然排量降低了,但是由于有了涡轮增压性能并不低。汽车推行小排量的原因很大程度上是受环保法令及排量税的影响,而入门级SSD主控提高闪存接口带宽的同时降低闪存通道数量则是受闪存单Die容量提升的影响,未来闪存存储密度将越来越大,入门级的小容量SSD产品中使用的闪存颗粒数量减少,即便主控提供更多通道也无法得到充分的利用,那么降低通道数量同时提高单个通道的效能无疑是一个合理的解决之道。

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