【MTS2023】慧荣科技应对数据中心SSD设计挑战的“芯”方案

    当前，随着5G、AI、物联网、大数据及区块链等领先的科技应用和新兴数字化产业快速发展，全球数据存储需求变得逐渐多元化，数据存储量也急速增长。同时，PCIe接口协议近年来愈加快速的更新迭代，NAND Flash层数突破200大关、NVMe及OCP Cloud等标准演进以及针对应用优化性能的存储场景，也对数据中心存储产品的设计带来了挑战。

    1月5日，由TrendFroce集邦咨询主办的MTS2023存储产业趋势峰会于线上举办，慧荣科技市场营销暨研发资深副总裁段喜亭先生及产品企划部项目经理陈学佑先生共同进行了主题为《数据中心SSD存储技术新趋势》的演讲，分享了数据中心SSD在设计上所面临的挑战以及慧荣科技如何以创新技术一一解决。

    段喜亭先生首先表示，面对战争、政治、疫情以及通货膨胀和全球经济问题，带来了许多不确定性，慧荣科技在成长的过程中，都曾面临过类似的挑战和影响。慧荣科技一直以来以最前端的技术及解决方案、稳定可靠产品质量、完全符合国际标准来应对以上挑战，同时帮助客户在中国市场甚至更为广阔的全球市场取得成功，实现双赢。

    在SSD设计挑战上，段喜亭先生认为，接口速度越来越快从PCIe Gen3到Gen4/5，Gen6的标准也已推出；NAND Flash也从高层数堆叠一直推演到I/O速度的提升；NVMe、OCP等协议标准的演进。以上多方面叠加起来对SSD带来了巨大的挑战，包括在设计、各项技术的采用上都要进行严谨的探讨，致力于打造性能、功耗、成本等多方面相对均衡的最佳存储解决方案。

    企业级SSD要在高速PCIe接口上呈现出色的性能，需要强劲的CPU资源、DRAM接口、硬件加速引擎及所有部件以最大化SSD的性能，并在功耗、容量、性能，散热及封装形态上做最佳平衡。

    更高层数和更高密度的NAND Flash降低了成本，但在使用中的数据误码率会大大提升，因此也就需要更为先进的LDPC纠错引擎及智能的NAND管理算法，在保持其数据准确性和耐用度的同时保障性能及QoS。

    NVMe、OCP Cloud以及EDSFF等规范标准，既便于SSD产品设计，也加速了企业引入SSD产品。从NVMe 2.0体系加速了新的功能从技术提案到标准落地的时间，企业级SSD的固件架构及背后的硬件加速要足够灵活以支撑新功能标准的快速落地应用。

    随着NAND容量增大，SSD所存储的内容也就越多，将单个大容量SSD作为单一空间使用时并不是最具效率的。Zoned Namespace SSD的出现，将单个SSD分成数个空间，每个空间给不同的数据流做对应的存储，在SSD的使用寿命、性能提升、延迟降低上有着明显优势，并且其分区的特性能够让更多“租户”灵活地、针对性地使用存储分区，但这需要SSD能够支持良好的QoS隔离，从而加大了SSD设计难度。

    为解决以上SSD设计难题，慧荣科技推出了面向下一代数据中心和企业级应用的MonTitan™可定制化编程的PCIe Gen5平台，结合慧荣科技全新架构设计的PCIe 5x4 SM8366主控芯片、可授权Turnkey分层固件堆栈与参考硬件设计。使得MonTitan™拥有高度灵活性，可让客户开发出差异化解决方案，同时降低开发难度并缩减产品上市时间。

    MonTitan™中所采用的SM8366是一款双端口PCIe Gen5x4主控芯片，内建16个NAND通道，支持可扩展的单/双通道40位DDR 4-3200 / DDR5-4800 DRAM 接口。使得SM8366主控芯片拥有高达14 GB/s连续读取速度以及3.0M/2.8M IPOS随机读取速度，将会为日益严苛的数据中心和企业领域应用提供更为疾速的存储支持。

    MonTitan™提供了PerformaShape™、NANDCommand™和分层固件堆栈三大关键技术，共同打造次世代数据中心存储。

    PerformaShape™作为ASIC加速的性能塑造机制，在用户所指定的具体应用上优化SSD性能。结合使用硬件隔离技术，SM8366能够确保最大的带宽性能，最大化随机、顺序读写等用户定义的QOS类型，并降低邻里效应以及最大限度利用SSD资源。

    NANDCommand™技术中，提供了具有高纠错能力的高速LDPC引擎、高效的媒体监控和管理、机器学习和智能管理DSP引擎以及更低延迟和更高吞吐量的优化数据路径。NANDCommand™技术还明确了对可编程和灵活的单闪存通道接口的需求，包括对细粒度混合读写的支持。此外，机器学习和智能管理DSP引擎的结合，使得SM8366加强了媒体监控和错误修复的能力和积极性，为企业级NAND Flash提供了更为先进的管理技术。

    分层固件堆栈架构在提供包括硬件抽象层、通用FTL层、NAND Flash适配器层、用于SSD管理控制和诊断等可重复使用固件模块的基础上，引入客户定制层，用于配置Turnkey SSD 参数并添加客户特定应用。既简化了开发难度、提供广泛适配性，也为客户多样化的产品应用场景提供了高性能的差异化和定制化产品。

    慧荣科技旗下宝存科技正着手开发基于SM8366解决方案的企业级SSD，将会推出U.2以及E3.S两种不同尺寸规格产品，顺序读取速度将会达到PCIe 5.0上限的14GB/s，随机读取性能也将达到3M IOPS。

    慧荣科技产品企划部项目经理陈学佑先生表示，在不确定的大环境下，企业级存储市场近年来依然保持着增长趋势，在这增长下也为企业级存储带来了挑战，作为主控芯片领域的领导者，慧荣科技推出MonTitan™平台，不仅从技术上解决企业级存储所将面临的困难和挑战，也在服务上解决客户所需。MonTitan™平台将会以新的产品、新的技术提供给客户完美的解决方案，帮助合作伙伴释放数据价值，共同进步。