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经验交流 - 闲谈灌水

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    只敢观望了

    易琼 2015-08-26 21:38
    主控推陈出新 小芯片焕发高性能

        SSD动辄500-600MB/秒的神奇读写速度,来源于主控和闪存的巧妙结合。其中主控是SSD最重要的部件,它相当于汽车的发动机,核心作用毋庸置疑。在传统硬盘领域,磁盘控制器主要由Marvell、三星、LSI(SandForce)等三巨头生产。

        而在SSD领域,玩家对SSD性能的极致追求,推动厂家不计成本设计超强性能的CPU级别主控;低价格是加速SSD销售的灵丹妙药,厂家在性能和价格之间如何取舍?性能差异化催生多样化的SSD主控,衍生出多个品牌主控,本文将为大家呈现七款主流SSD主控的精彩解析和点评。


    奔腾的SSD发动机!解析7大固态硬盘主控
    奔腾的SSD发动机!解析7大固态硬盘主控

        和去年六款主控相比,今年表面上仅增加一家。实际上去年的六款主控,仅有三款经典主控延续至今,多达四款主控为新产品,它们或为性能更强的改进型号,或为初出茅庐的“潜力股”。。

    回到顶部阅读Samsung MEX主控:三核频率提速

        说起三星S4、Note3手机,网友们如数家珍。殊路同归,这些手机的处理器和SSD主控一脉相承。四核、八核处理器在手机方兴未艾,三星将多核技术应用在SSD主控,历经27nm、21nm、19nm三个阶段,将SSD做得风生水起,夺下市场占有率第一的宝座。

        新一代840 EVO SSD如何做到比上代840系SSD更强的性能,并且价格更为喜人。今天我们将为大家解析它成功的最重要原因--MEX三核主控:


    巅峰性能爆发 三星840 EVO 1TB SSD首测
    “主控、闪存、缓存、固件”自主方案

        主控的升级换代,取决于闪存的制造工艺更新。上一代三星SSD采用21nm闪存,新一代则采用10nm级闪存。闪存颗粒的制造工艺更新,背后牺牲的却是性能。MEX主控如何匹配新闪存,提升SSD性能成了大难题。

        ■三核心ARM Cortex-R4主控

    巅峰性能爆发 三星840 EVO 1TB SSD首测
    三星S4LN045X01-8030(MEX)主控芯片

        为了弥补闪存在制造工艺提高,同时带来的性能下降,三星在成熟的MDX主控方案进一步改良,制造MEX主控。它内建三个ARM Cortex-R4核心,其工作频率从上代主控的300MHz提升至400MHz。

        ■针对840和EVO的不同固件支持

        MDX和MEX硬件参数上的不同,意味着840 EVO SSD需要升级的原有固件(Upgraded firmware)。同时它为了匹配10nm级闪存,设计最新的、更先进的信号处理算法(latest generation Advanced Signal Processing)。

         三星MEX主控特性:

        1、改善10nm级闪存的性能衰退特性,增强性能;

        2、缓存从上代的512MB提高到1GB,增强稳定/可靠性;

        3、优化算法,支持独特的TurboWrite缓存技术。

    11111111111111 主控
    三星840 EVO SSD性能示意图

        点评:上代采用21nm闪存的840系SSD退出历史舞台,新一代840 EVO SSD暂露头脚。10nm级闪存给840 EVO SSD带来更实惠的价格,MEX主控力挽狂澜,焕发840 EVO SSD的强悍性能。

    回到顶部阅读Marvell主控:浦科特M5P一战成名

        Marvell主控的普及程度仅次于领头羊三星,不但采用的SSD厂家乐此不疲,消费者对它更是推崇备至。当我们罗列这些厂家--浦科特闪迪美光,颇有高端大气上档次的感觉,其中数浦科特、闪迪为Marvell主控阵营的集大成者。


    奔腾的SSD发动机!点评7大固态硬盘主控
    浦科特M5P SSD

        美光M4 SSD成就Marvell主控威名,浦科特M5P SSD凭借Marvell 88SS9187主控一战成名,它在闪迪至尊极速II SSD达到巅峰。下面我们将介绍具有重要SSD历史作用的Marvell 88SS9187主控:

    ■Marvell 88SS9187主控解析

    奔腾的SSD发动机!点评7大固态硬盘主控
    Marvell 88SS9187主控 

        Marvell 88SS9187主控采用ARM架构,“大双核”设计,其核心型号为Marvell 88FR102 V5 CPU,具有强悍的单核运算能力。同时支持最大1GB DDR3的独立缓存,用于存放映射表。

    ■具有较强的固件编写空间

        Marvell 88SS9187主控具有较强的固件编程特性,便于SSD厂家自行编写固件与闪存匹配,发挥主控和闪存的潜能。令人遗憾的是,Marvell并不向SSD厂家提供固件,这无疑提高Marvell的准入门槛。

    ■带宽速度提升20%、支持4CE

        9187主控拥有8条闪存通道,每条闪存通道的带宽从9174主控的166MB/秒增加到200MB/秒,每个通道硬件支持4CE。此外,每个通道靠外部解码器和内部编码模式可以扩展支持最大16CE。

       Marvell 88SS9187主控特性:

       1、高速读写,10万级别I/O写入次数;

       2、可塑性强,准入门槛高,卓越品质;

       3、高性能持续输出、长久不衰退。

        点评:Marvell 88SS9174主控让美光M4 SSD纵横二年有余,至今余威不减。Marvell 88SS9187是最早出来的三代SSD主控,这次它不再只有浦科特M5P,还有悍将--闪迪至尊极速II,追求高性价比的美光M500 SSD。

        Marvell 88SS9187主控覆盖高端到入门级别SSD,也许明年我们依然会看到这款主控的身影,它就是经典。

    回到顶部阅读SF主控:来年洗冤 追求从未改变

        2011年LSI SandForce SF2000系列主控集体爆发BSOD(蓝屏死机)、掉盘等故障,更将出货量最多的SF-2281主控推到风口浪尖上,直到2011年10月SandForce发布3.3.2固件后得以平息,故障门事件让SF-2000系列主控名誉扫地,造成SSD厂家陆续叛逃SandForce主控阵营。

    SF主控性能掉渣 比窦儿还冤?


    奔腾的SSD发动机!解析7大固态硬盘主控
    SF-2281主控

        曾经市场占有率最高的SF-2281主控,如今已经退居第三。它至今仍是低价SSD的代名词,厂家为了降低SSD成本,采用性能减半的ONFI异步闪存与之搭配,结果遭致买家口诛笔伐,SF-2281主控一时间成为低能的代名词。

        SF2000系列作为压缩型主控的代表,它在压缩型测试软件、非压缩型测试软件的成绩表现有天壤之别,其性能倍受用户质疑。但是它在企业级领域、视频压缩应用领域却风光无限,英特尔是SF-2000系列主控的最大主顾。

    ■如何正确认识SF2000系列主控

        SandForce主控制器的优势在于其可以在不经过主机的指令,在后台智能的移动物理地址上的数据到其他位置,来防止读取数据产生的干扰,提升数据的保存期,最佳化数据的垃圾回收效率。

    小细节看深度 固态硬盘操作中的易错点  小细节看深度 固态硬盘操作中的易错点  小细节看深度 固态硬盘操作中的易错点
    同产品不同容量SF-2281主控产品数据相同?

        SandForce的内在核心技术DuraClass中的DuraWrite机制,它通过特有的运算方法,来减少闪存内部的写入数据量,如果主机请求需要10GB的写入量,而实际上Sandforce主控只提供了5GB的压缩数据,变向来看,等于提高了一倍的速度。

        所以这样的运算方式正好迎合了ATTO测试软件的原理,但在其他软件商,SandForce主控SSD的表现差强人意,不能说让其在AS SSD中的测试数据翻倍就是正确的数据,但实际上,很多SandForce主控SSD在测试中的表现也仅有实际速率一半的表现,甚至不足一半。

        SF2000系列主控特性

        1.压缩算法配合ONFI同步闪存的性能表现出色。

        2.稳定的性能表现,在入门级市场的话语权逐渐减弱。

        3.成本低,主控、芯片、固件打包出售。

        编辑点评:SandForce主控的独特算法,以耐久度为先,随机性能为辅,它在测试阶段表现并不出色,但实际上它独有的运算方法能够为闪存节约更多的写入量,从而提高使用寿命。

        SandForce追求性能的目标从未改变,它曾推出提高15%性能的SF-2281 VD2版本改进型芯片,无奈市场接受度低。痛定思痛,SandForce打造PCIe、SATA 6Gbps两种接口合二为一的全新产品--SF3700系列主控。

    回到顶部阅读Indilinx主控:CPU级别RISC架构

        SSD主控长期处于ARM架构主导之下,ARM处理器广泛应用于手机上,它是一款简单处理器,易于开发,处理硬盘数据得心应手,因而在SSD上如鱼得水。如何进一步提高SSD的性能,OCZ采用独特的RISC架构,制造CPU级别主控。

        OCZ Vertex450对比Vertex4的最大不同就是采用了Indilinx  Barefoot3系列的全新主控制器,它主要配合20nm ONFI闪存。同归殊途,OCZ碰到和三星同样的问题:20nm闪存对比25nm闪存的性能不是增强,而是衰减。


    奔腾的SSD发动机!点评7大固态硬盘主控
    OCZ Vertex450 SSD

    ■Barefoot3 M10主控解析

    奔腾的SSD发动机!点评7大固态硬盘主控
     Indilinx Barefoot3 M10主控

        Indilinx Barefoot3 M10主控代号为IDX500M10-BC,它由台积电代工生产。它基于ARM Coretex的双核心基础,将其中一个核心改为OCZ Aragon核心引擎,支持RISC程式语言架构,可以用最精简的程式语言撰写复杂的指令集,专门针对现今闪存的的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。

    20nm+大脚3主控!OCZ Vertex450 SSD评测
    全新Barefoot3 M10 主控制器图解

        全新Barefoot3 M10 主控的闪存控制器部分采用8通道架构,支持最新的20nm ONFI以及19nm Toggle标准的闪存。

        BF3-M10主控特点:

        1、主控架构特殊,处理效率高;

        2、充分发挥19-25nm闪存性能;

        3、支持Trim、AES-256的加密机制。

        点评:OCZ强化CPU级别主控,新一代SSD优化持续传输性能,特别是在无关文件类型方面,不管是否有压缩无压缩,SSD都能以最高性能持续输出,满足不同用途的客户需求。

    回到顶部阅读LAMD主控:希捷600系列发扬光大

        Link A Media Devices(LAMD)涉足SSD主控生产已有8年历史,最近被SK海力士收购,此前主要给诸如东芝之类的SSD厂商巨头提供企业级别主控。LAMD是较早一批进入国内的主控先驱,现在它们已在海盗船希捷SSD中广泛应用。

        LAMD主控受到企业级SSD厂家关注,在家用SSD领域却反应冷淡。海盗船是第一个吃螃蟹的玩家领域SSD厂家,它的LAMD主控产品在性能上没有过多的出彩表现。但是有一个厂家愣是把它从“青铜圣斗士”变成“黄金圣斗士”。


    11111111111111 主控
    希捷600系列SSD

        LAMD主控在希捷600系列SSD得到发扬光大,LAMD LM87800AA主控应用在希捷首款家用级别和初阶企业级别SSD当中。LAMD LM87800AA主控的固件编程操作性颇佳,有利于优秀的固件工程师发挥主控和闪存的性能,改善SSD的耐用性。

    ■LAMD LM87800AA主控解析

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    LAMD LM87800AA主控

        代号为“Amber”的LAMD LM87800AA主控整合了AES-128/256硬件加密引擎,它基于55nm制造工艺的两颗ARM966处理器,其中一颗处理器负责闪存接口传输;另一颗处理器负责SATA接口传输。其性能介于Marvell 9175到9187之间。

        LM87800AA主控支持目前主流的SATA 6Gbps接口,往下兼容SATAII/I接口。它具备8根闪存通道,支持ONFI 2.2和Toggle DDR 1.0(每根通道的最大读写速度为180MB/秒)。

    大佬归来 希捷首款家用SSD火拼
    希捷600系列240GB SSD 读写性能

        LAMD LM87800AA主控特性:

        1、主控性能处于中上水平;

        2、固件编程可发挥空间大;

        3、针对1xnm闪存会额外开启eBoost模式来保证耐久度。

        编辑点评:LAMD LM87800AA主控具有两颗大“ARM”核心,配合19nm东芝闪存,仅配备256MB独立缓存,在希捷固件编写团队的群策群力下,充分挖掘主控潜力,它迸发出强悍的高端SSD性能。

    回到顶部阅读群联及JMF主控:冲击240G/699元

      

        相对于前面如雷贯耳的SandForce、Marvell主控,Phison、Jmicron的主控显得默默无闻。实际上它们均为最早一批打拼的专业SSD主控厂家,同时也是U盘主控的巨头。


    奔腾的SSD发动机!点评7大固态硬盘主控
    双十一期间特价699元的240GB SSD

    ■低成本之王--群联主控

        Phison的中文名称为群联,厂家总部位于我国台湾。它在研发、生产U盘主控方面具有悠久的历史,即使它作为SSD主控的后起之秀,群联主控也经历过早期的SATA、SATAII两个阶段。今天我们探讨的是群联高性能主控--PS3108:

    ■群联PS3108主控解析

    699元轰炸市场 240GB SSD绝杀机械硬盘
    群联主控+东芝闪存芯片

        群联PS3108主控采用ARM架构、双核心设计,它属于“中小型”处理器,这点和Marvell 88SS9175比较相像。支持Trim功能、内建ECC“错误检查和纠正”技术、AES高级加密标准、NCQ原生命令队列技术以及S.M.A.R.T自我监测技术。

    ■揭开低成本秘密

        群联主控的最大吸引力在于它低廉的售价,其秘诀在于它将主控、固件、芯片打包出售,后期售后服务较好,这对不具备固件团队的OEM厂家极具吸引力。

        1、性能处于中等水平;

        2、非压缩型主控,写入压缩率较高;

        3、成本低廉,整体性价比出色。

        编辑点评:圈内小有名气的OEM厂家建兴,将群联PS3108主控、东芝19nm闪存有效结合,制造出最低售价、主流性能、稳定可靠的SSD。目前已有宇瞻、金泰克、海盗船推出相关代工产品。

    厚积薄发:智微首款高性能主控

        Jmicron智微是较早推出SSD主控的厂商之一,其产品主攻入门市场,在主控厂商当中占有一席之地。JMicron主控的价格便宜,厂家早期将它和低价低能的ONFI异步闪存搭配。金士顿是Jmicron主控的主要客户,应用在V100系列SSD。

        随着闪存价格大幅下滑,Jmicron翻身的机会来了,它不需要再去迁就低能的ONFI异步闪存。为此Jmicron制造出首款高性能主控--JMF667H。国内显卡大厂影驰率先采用这款主控打造出黑将、虎将、战将等多系列SSD。

    奔腾的SSD发动机!点评7大固态硬盘主控
    小巧玲珑的JMicron JMF667H主控

    奔腾的SSD发动机!点评七大主控制器
    JMF667H主控架构

        JMF667H采用SATA 6Gbps接口,内置一颗32位的ARM9处理器、32KB ROM与192KB RAM,具备4条闪存通道,每通道支持8CE。它支持32/24/19nm Toggle DDR闪存与25/20nm ONFI闪存,4KB/8KB/16KB Page Size,单颗最大512MB DDR3缓存。

        JMF667H主控特性:

        1、制造工艺先进、功耗小;

        2:性能中等,I/0读写能力较强;

        3:支持动态/静态均衡磨损算法。

      点评:显卡大厂影驰是JMF667H主控的最大用户,它较好兼容19nm东芝、20nm美光闪存,用户通过固件编程来调节SSD的性能差异化。

    回到顶部阅读展望:SF3700登场 PCIe或成主流

        今年美光、海力士量产16nm闪存,不少厂家采用新工艺闪存的SSD进入测试阶段。明年SSD增容降价,256GB SSD成为主流,但是SSD的性能和耐用性随之降低。如何提高SSD的性能和耐用性,也许我们能从最新的SandForce SF3700系列主控看出一些端倪。

    ■强势崛起 SF3700

        本月中旬LSI发布了新一代主控芯片SF3700系列主控,它的最大特色就是在单芯片上实现了PCIe、SATA 6Gbps两种接口,并且性能大幅提升。目前LSI已对外展示采用SF3700系列主控的公版SSD,我们最早能在明年1月初举行的2014美国CES展会见到它的身影。


    奔腾的SSD发动机!点评7大固态硬盘主控
    LSI SandForce SF3700系列主控

        性能方面,搭配SF3700系列主控以及256GB MLC闪存的PCIe SSD,它的持续读写速度能达到1800MB/秒;它的4K随机读写次数更是达到惊人的150K/81K IOPS。

        同等配置、SATA 6Gbps接口的SSD,它的持续读写速度分别为550MB/秒、502MB/秒;它的4K随机读写次数也有不小的进步,分别达到94K/46K IOPS。

    启示:升级主控 不如变更接口

    奔腾的SSD发动机!解析7大固态硬盘主控
    PCIe SSD与mSATA接口对比

        SandForce SF3700系列主控在SATA 6Gbps接口下,其性能虽有改善,却不如现役的高端SSD主控。采用同样SF3700系列主控和闪存的SSD在PCIe接口下,其性能得到翻倍不止的提高。

        我们从前面七款SSD主控分析,SSD厂家为了提高主控的性能,主要从改变主控的架构、提高频率着手。这种或大动干戈、或谨慎改良的办法,远不如更换接口来的实际。也许PCIe接口将从SF3700系列主控迎来转机,明年成为主流。

    总结

        作为文章的收尾,我们希望能够给读者朋友提供一些基本的建议。我们将陆续对SSD的基础知识、深度技术进行解析,请网友更多关注我们的评测文章和补充固态硬盘知识。下面我们将用一句话点评本文七大主控:

        1.Sandforce SF-2281:沉冤待雪,廉颇老矣,长江后浪推前浪。

        2.Marvell 88SS9187:SATA 6Gbps接口无惧新兵,延续经典。

        3 Barefoot3 M10:CPU级主控的性能无双,一分钱一分货。

        4.Samsung MEX:高端SSD性能,入门级价钱,追求性价比从未放弃。

        5.LAMD LM87800AA:主控初始性能平凡,固件挖掘的性能潜力较大。

        6.群联及JMF主控:低廉的价格,主流的性能,SSD普及得靠它们。

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