ssd主控芯片检测工具，SSD主控芯片江湖知多少

很多朋友对ssd主控芯片检测工具，SSD主控芯片江湖知多少不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

固态硬盘(SSD)主要包括三个部分：主控芯片、闪存颗粒和缓存单元。在这三个部件中，闪光颗粒的采购成本最高，约占70%。

由于不同厂商对不同产品的定位问题，以及部分产品内外部缓存的区分，缓存单元无法统一讨论；但最有技术含量和核心技术的还是主控芯片。目前SSD的主控分为两大阵营：原厂和主控厂商。

当今主要的闪存制造商有三星、东芝、美光、海力士以及最近从美光分离出来的英特尔，它们也生产原装固态硬盘。但是现在除了三星，很多原装固态硬盘都不再使用自主研发的主控芯片，比如Intel 545s和660p/760p，美光的BX500和MX500，都是使用容晖的主控。

再比如东芝的TR200，名义上用的是东芝自己的TC58NC1010GSB。其实仔细看还是群联PS3111的基础。

海力士声称其固态硬盘的主控是自主研发的，目前披露的相关信息比较少。也就是说，各大闪存厂商都在一定程度上将主控设计和固件开发的工作委托给专门的主控供应商，由他们在原厂的技术支持下完成相关的主控和固件设计。

最后，通过定制固件的方式，将原来的SSD产品与公版产品区分开来。除了三星的固态硬盘主控是自产，市面上第一梯队的固态硬盘主控主要厂商有Marvell、Silicon Motion、群联，以及Jmicron、Realtek、maxio tek)；在第二梯队。

不过，目前国内已经有不少厂商参与到SSD主控领域，并开始崭露头角，如宜信、杭华兰微电子、李安运科技等。SSD主控芯片采用什么处理器架构？当我们听到主控芯片时，我们很自然地会联想到个人电脑中的CPU，即中央处理器。

其实SSD中的主控芯片承担着类似的工作，起到指挥、操作、配合的作用。首先，SSD master要合理分配数据在各个闪存芯片上的负载，使所有闪存粒子在一定负载下都能正常工作，协调维护不同块粒子的协作；其次，承担整个数据传输，连接闪存芯片和外部SATA接口；还有就是负责SSD内部各种指令的完成，比如trim，CG恢复，磨损均衡等等。

可以说一个主控芯片的好坏直接决定了固态硬盘的实际体验和使用寿命。图2是带有PCIe接口的典型SSD主芯片系统架构。

图1:李安运科技MAP100X SSD主控芯片系统架构。(图片来源：李安运科技官网)因为SSD master需要承担很多任务，所以必须有一个可靠的CPU核心来帮助。

一些高端主机通常需要多个CPU核来执行不同的任务，多核之间需要一套协作机制。现在很多SSD高手都用Arm处理器架构，通常选择Cortex-R系列。

比如Marvell，李安运科技，华为等等。与我们通常在手机上看到的A系列不同，R系列主要用于实时数据处理，在响应速度上更有优势。

R系列经常用于自动驾驶系统，当然我们的SSD主控也用。先说大师的收支平衡能力。

主控一方面是SSD的大脑，另一方面也位于大脑主机和闪存颗粒之间，起到桥梁作用。一方面要与主机沟通协作，接受并处理主机发来的命令，另一方面还要处理好愚蠢的闪存颗粒，做好底层数据访问的具体实现。

对于主机的通信来说，主要难点在于节能特性的把握。SATA link节能可以降低功耗，提高笔记本电脑的电池寿命，也符合环保的理念。

但是SATA链路在进入和退出节能状态的过程中，需要主机和SSD双方的配合。稍有不慎就会出现卡死甚至掉盘的糟糕情况。

现在很多非原厂主控制器为了减少麻烦，直接禁用节能功能，这也是不自信的表现。主控与闪存之间的通信也非常复杂。

SSD中的闪存通常被称为RAW flash memory，其智能化程度较低，只能根据特定的flash接口进行访问，如Toggle或ONFI。不同的闪存芯片在工作特性上有些不同，这就需要主控制器主动适应闪存的特性。

李安运科技市场总监仁济表示，“存储颗粒质量越来越差，对SSD主控的要求也会相应越来越高。“因为SSD master不仅需要完成温度管理、智能健康报告、坏块管理等任务，还需要实现纠错、断电保护等功能。

我们经常看到固态硬盘贴着“支持LDPC纠错”的标签。实际上，LDPC纠错包括两部分：硬判决和软判决。

前者通过主控硬件中的硬件加速，后者需要结合主控的计算能力来增强纠错效果。因为闪存颗粒不会只在寿命末期出错，所以在末期出错率更高。

因此，主纠错引擎实际上是一直在运行的，每一次写入和读取的数据都必须由主纠错引擎进行检查和处理。断电保护是每个SSD主必须具备的。

以前我们讲固态硬盘是否有断电保护，是指固态硬盘是否有独立的断电保护电路，包括储能电容、监控电路和固件中的保护动作执行逻辑。完整的断电保护应包括运行时的用户数据保护和DRAM缓存中的元数据保护。

除了Arm的R系列内核，还有其他处理器内核。比如易信科技的SSD主芯片STAR1000P，使用的就是美国Synopsys公司的ARC处理器。

根据Synopsys官网的介绍，Synopsys的DesignWare ARC处理器是一款32位CPU，可以满足各种用途的需求，从各个细分市场的深度嵌入式应用，到经过SoC设计师优化的高性能主机应用。设计师可以使用synthesis定制每个ARC核心实例，使产品与众不同，以满足特定性能、功耗和面积的要求。

DesignWare ARC处理器也是可扩展的，允许设计人员添加他们自己定制的指令，从而大大提高性能。全球超过225家客户使用了Synopsys ARC处理器，这些客户每年生产超过19亿个基于ARC的芯片。

目前，该架构的应用领域包括汽车和工业应用、物联网、移动市场、存储和数字家庭。图2:2:Synopsys ARC处理器的SSD和Flash主解决方案。

(来源：Synopsys官网)郭可伟的GK2301虽然使用了Arm的公有CPU内核，但其GK2302是与中科龙芯合作，采用了中科龙芯的处理器IP内核。也就是说，郭可伟的技术路线从Arm变成了中科龙芯的改进MIPS指令集。

中科龙芯提供给郭可伟的CPU核是GS132e，32位，单发射，4级流水线，芯片面积0.07 mm2，主频480MHz。SSD主控芯片玩家，亚洲力量的崛起不同于机械硬盘的主控芯片集中在少数厂商，如希捷、西部数据、东芝等。

从SSD诞生开始，就有厂商不断研发创新主芯片，台湾、日本、韩国、欧美都专注于主芯片的研发，没有出现垄断芯片厂商。所以在SSD主控芯片市场，一直存在着多极化分层的现象。

早些年智威Jmicron，Indilinx，东芝都有自己的产品，中期Sandforce终于落到希捷手里，现在的容晖，群联，Marvell，三星.主控芯片厂商在不断的竞争中，大大提升了SSD产品的整体性能，推动了整个SSD走向消费。接下来，我们来看看SSD主控芯片市场的主要玩家。

主流选择：Marvell，虽然SSD领域没有出现一家主芯片厂商独霸市场的垄断局面，但还是有一家主芯片厂商占有较大的市场份额，那就是Marvell主芯片。Marvell于1995年在加州圣克拉拉成立。

其IC布局包括大容量存储解决方案、网络和无线连接。半导体解决方案主要用于企业、云、汽车、工业和消费市场。

Marvell是固态硬盘主控领域的领导者。除了与一些原始NAND工厂形成紧密合作外，Marvell还与各SSD终端产品制造商达成广泛合作。

与之合作过的SSD终端厂商有英特尔、美光、普凯特等。一站式服务：容晖，全称容晖科技，1995年成立于美国加州硅谷。

2002年与* * *汇亚科技合并，更名为Silicon Motion，Inc，总部位于* * *。硅动于2005年6月在纳斯达克上市，成为第一家在美国上市的IC设计公司。

目前，公司总部位于* * *，在中国* * *、中国大陆(深沪京)、香港、韩国、日本、美国设有R&D及运营团队。公司于2005年在美国纳斯达克上市，成为亚洲首家赴美上市的IC设计公司。

除了提供闪存主控芯片，还拥有SSD、eMMC等嵌入式存储产品，应用领域包括智能手机、平板电脑、个人电脑和工业。容晖科技的控制芯片品牌是SMI，企业SSD品牌是Shannon Systems，移动通信产品是FCI。

PCIe 4.0 SSD来了，但是很多时候，我们可能不需要太强大的u盘，小巧便携也是刚需。在台北电脑展上，容晖展示了首款采用单芯片设计的便携式USB SSD主控制器，型号为“SM3282”，它集成了一个USB 3.0主控制器、一个SSD主控制器(双通道八芯片)、一个3.3V/2.5V/1.8V/1.2V稳压器等。

并采用了68针QFN封装。过去，厂商在构建便携式SSD时，需要使用一个SSD主芯片和一个USB-PCIe桥芯片，不仅增加了成本和价格，还占用了大量的内部空间。

现在有了容晖的方案，只需要一个芯片，USB SSD就可以轻松做成一个大u盘。性能方面，连续读写速度可以超过400MB/s，是一个弱SATA SSD的水平。

支持各种厂商的闪存颗粒，3D TLC和3D QLC都可以，最多堆叠96层。现场还展示了与英特尔、美光、三星、SK海力士、东芝、西部数据的闪存解决方案。

据说该芯片将于今年晚些时候发货。图3:容晖在台北电脑展上展示的SM3282存储解决方案。

性价比之选：2000年创立于新竹的群联电子，是全球首家推出单核优盘主控芯片的***IC设计师。同时，作为NAND闪存解决方案的供应商，群联还可以提供品牌厂商、系统和OEM服务。

群联电子长期专注于闪存主控芯片的研发，涵盖USB、SD存储卡、eMMC、UFS、PATA、SATA、PCI-E规格的SSD主控芯片，为存储系统、OEM/ODM等品牌客户提供存储解决方案，终端应用覆盖消费市场、工业制造、企业数据中心、嵌入式存储。由于对存储加密技术的高度重视，群联电子获得了国际技术标准ONFI创始成员，同时也是SD协会和UFS协会理事。

虽然目前主流接口是PCIe3.0，但AMD在台北电脑展上带来了第三代锐龙处理器和支持PCIe 4.0的X570主板，随后又发布了同样支持PCIe 4.0的新一代RX 5700显卡。生态方面，群联推出了PCIe 4.0 SSD主控制器PS5016-E16(及其衍生低配版PS5019-E19)，技嘉、英驰、海盗船、博迪、韦彬等至少7家厂商也生产PCIe 4.0 SSD，技嘉的甚至已经正式发布。

虽然容晖也展示了PCIe 4.0 master，威刚也展示了相应的SSD，但是进度比较慢，不知道什么时候能上市。作为大师级厂商，群联推出PCIe 4.0并不奇怪，但让人意想不到的是，E16大师从无到有的整个研发过程仅用了9个月，创下了行业纪录。

要知道，一般SSD主控研发往往需要24个月左右。此次，群联与AMD合作，仅用9个月就完成了PCIe 4.0主控的研发，并与新平台同步亮相，带来了极其显著的性能提升。

无疑是一个相当成功的案例，也有利于推动整个行业的进步。除了组连电子，点序技术也是不可忽视的中坚力量。

其产品主要是闪存控制芯片，应用包括SD/microSD、USB、eMMC、SSD控制芯片等。并依靠磨损均衡算法、错误检查和纠正(ECC)、坏块管理等技术来提高客户产品的性能。

目前，台湾主控是SSD市场的主流，与中国大陆合作伙伴一起赢得了庞大的消费群体，市场份额不断攀升。mainland China主品牌华为：2018年12月，华为在中国智能计算业务战略发布会上推出智能SSD控制芯片。

华为透露，早在2005年，公司就开始了SSD控制芯片的研发，最新的Hi 1812E是基于新架构的第7代SSD。采用TSMC 16nm工艺，集成PCle NVMe和SAS，支持PCIe 3.0、SAS 3.0、PCI-E热插拔、智能加速、多流、原子写入、QoS等。

使用寿命延长了20%。在存储技术方面，华为还推出了ES3000系列SSD，这是华为的企业级高性能固态硬盘。

采用华为自主研发的Hi1812 SSD控制芯片和第六代SSD产品演进的算法技术，提供高性能、快速响应、高可靠性的NVMe PCIe NAND Flash接口。解决了硬盘的IO性能瓶颈，对数据库、云服务、虚拟化、分布式存储、大规模存储都有很大的提升。

杭州赛奇微电子公司：该公司可提供存储卡、u盘、移动硬盘、固态硬盘、硬盘阵列和大数据存储系统的控制器芯片及解决方案，实现上述产品的芯片级信息安全保护。2015年，公司收购了美国initio(晶卷)公司的桥芯片产品线，形成了initio桥芯片系列，产品已广泛应用于工业控制、个人消费、航空航天、测量仪器等领域。

目前华澜微电子可供SATA,SAS, PCIE等接口的SSD控制器芯片系列，不仅仅可以满足一般消费类应用，而且正在逐步发展的高端企业级应用。不仅仅如此，华澜微的芯片还能够提供国际通用加/解密算法（如AES）和国家商业密码算法电路（SM2/3/4）的硬件支持，是中国最早把商密算法集成到SSD控制器的公司。

深圳市得一微电子(YEESTOR Microelectronics Co.Ltd)：它专注于存储控制芯片领域，为客户提供优质的存储控制芯片以及专业化的技术支持和服务。其产品主要是SSD、eMMC、USB、SD等主控芯片以及安全存储控制器，广泛应用于移动存储、便携式存储和安全存储领域。

2019年1月，得一微电子推出旗舰PCIe3x4 SSD主控YS9203，这颗PCIe Gen3x4 SSD主控芯片专门针对消费级旗舰以及轻企业级应用而打造，得益于硬件和固件上的优化，该主控将充分发挥NWMe1.3的性能。该主控提供PCIe 4个Lane和8个NAND Flash通道，支持3D MLC/TLC/QLC的NAND，使用LDPC以及Enhance RAID增强了数据可靠性和耐久性。

它还支持1.2V和1.8V接口电压，国密SM2/SM3/SM4，TCG OPAL。消费级工作温度范围：0C-70C，工业级工作温度范围：-40C-85C。

顺序读写速度高达3500MB/s, 3200MB/s, 随机读写速度都高达800K IOPS。联芸科技（Maxio）：联芸科技隶属中国电科集团（CETC），继美国MARVELL、*** SMI 之后全球第三家也是国内唯一能够大规模量产SSD 主控芯片厂商。

联芸科技可提供多款SSD 解决方案，其MAS0901 固态硬盘主控芯片的企业级固态硬盘解决方案，性能已达国际同类固态硬盘主控芯片及固态硬盘解决方案领先水平。MAS0901 固态硬盘主控芯片是针对企业级及数据中心级打造一款重量级SSD 主控芯片，该芯片支持SATA3.2 接口技术，支持Toggle2.0ONFi4.0 Async 闪存接口、支持DDR3/DDR3L/DDR4 接口、原创Aglie ECC DSP 算法（LDPC）、支持RAID5 技术等；在安全方面：支持AES256、SHA256、RSA2048 国际密码算法以及国产商用密码算法SM2、SM3、SM4，确保数据安全及防止固件被恶意篡改。

图4：联芸科技在展会上展示的SSD主控芯片。联芸科技的MAP1000系列PCIe SSD主控芯片，包含MAP10002（4闪存通道，无DRAM）、MAP1003（4闪存通道）和较为高端的MAP1001（8闪存通道），均采用28nm工艺制造。

其中，MAP1001支持PCIe 3.0 x4，可挂载3D MLC/TLC/QLC等多类型、多品牌闪存芯片。图5：联芸科技的SSD主控芯片参数。

性能方面，MAP1001可达到最高3.5GB/s顺序读速、3GB/s顺序写速、800K IOPS随机读速和600K IOPS随机写速。据悉，联芸科技的客户将从今年三季度开始测试MAP1001/1002，商用SSD成品最快今年底或明年面世。

忆芯科技：忆芯科技成立于2015年11月，是国内最早致力于高性能SSD主控芯片研发的初创企业。在历经了FPGA技术验证、MB1000原型芯片，STAR1000量产芯片后，忆芯科技在今年初推出了最新一代高端消费级/入门企业级SSD主控芯片STAR1000P。

STAR1000P是忆芯科技的第二代NVMe SSD控制器，主机接口为PCIe Gen3x4，支持NVMe1.3协议，支持8个闪存通道，最大32TB Flash容量。STAR1000P实现了3.5GB/s和3.2GB/s的顺序读写以及600 K IOPS以上的随机读写性能，最低8us的写延迟。

该芯片除支持国际AES加密标准以外，也全面支持中国商密（SM2/3/4）安全方案。STAR1000P采用忆芯科技第三代StarlDPC纠错码技术，可以轻松应对3DTLC/QLC挑战。

DVFS技术，极致优化动态时钟门控等任功耗技术，保证了STAR1000P在全性能模式下的功耗仅为2W左右。同时STAR1000P增强了NVMe PI，EEEC，Inline ECC等纠错技术，以满足工业及企业级高可靠性要求。

其设计采用新思DesignWare ARC HS38处理器多核结构，利用ARC可扩展架构与自定义指令集，提高硬件调度效率。不过，忆芯科技并没提到STAR1000P主控硬盘何时上市，不过表态已经在跟国内多家厂商联合开发基于STAR1000P主控的SSD硬盘，主要面向企业级、客户端市场。

国科微：2018年12月，国科微发布固态存储产品--GOKE 2301系列SSD，使用的主控芯片是国科微自主研发的GK2301。该主控通过了国测和国密双认证，并拥有自主知识产权。

GK2301支持SATA3.2标准，最大带宽560Bps，支持4通道闪存，最大支持4TB容量。芯片方面，其支持SLC/MLC/TLC/3D闪存颗粒，支持最大2GB，16位宽的DDR3/DDR3L的外置缓存。

最重要的是支持国密SM2/3/4及SHA-256/AES-256加密，以及国科第二代LDPC w/Soft DSP纠错引擎。国科微GK2302主控则使用的是中科龙芯的IP内核，这意味着它的技术路线从ARM变成了龙芯改进后的MIPS指令集。

考虑到龙芯现在已经买断了指令集，并且可以自主改进，国科微GK2302主控可以号称血统最纯正的国产SSD主控了。GK2302系列芯片采用高速SATA 6Gbps接口与主机通讯，单芯片容量最大支持4TB，读写速度达到500MB/s。

SSD发展历程1956年，IBM公司发明了世界上第一块硬盘。1968年，IBM重新提出“温彻斯特”（Winchester）技术可行性，奠定了硬盘发展方向。

1970年，StorageTek公司(Sun StorageTek)开发了第一个固态硬盘驱动器。1984年，东芝发明闪存。

1989年，世界上第一款固态硬盘出现。2006年3月，三星率先发布一款32GB容量的固态硬盘笔记本电脑，2007年1月，SanDisk发布1.8寸32GB固态硬盘产品，3月又发布了2.5寸32GB型号。

2007年6月，东芝推出了其第一款120GB固态硬盘笔记本电脑。2008年9月，忆正MemoRight SSD正式发布，标志着中国企业加速进军固态硬盘行业。

2009年，SSD井喷式发展，各大厂商蜂拥而来，存储虚拟化正式走入新阶段。2010年2月，美光发布了全球首款SATA 6Gbps接口固态硬盘，突破了SATAII接口300MB/s的读写速度。

2010年底，瑞耐斯Renice推出全球第一款高性能mSATA固态硬盘并获取专利权。2012年，苹果公司在笔记本电脑上应用容量为512G的固态硬盘。

2015年8月1日，特科芯推出了首款Type-C接口的移动固态硬盘。该款SSD提供了最新的Type-C接口，支持USB接口双面插入。

2016年1月1日，中国存储厂商特科芯发布了全球首款Type-C指纹加密SSD。2017年，全球SSD出货量达1.57亿台，较2016年增长20%。

2018年，根据中国闪存市场统计，2018年全球SSD出货量已突破2亿台大关，达到2.05亿台，相较于2017年增长31%。2019年，今年SSD发展三大趋势，第一：96层技术进场；第二：消费类SSD容量从240GB/256GB起跳；第三：各家SSD品牌厂将主打PCIe SSD，并成为主角。

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