典型主控與能力

目前市場中比較常見的SSD主控品牌有Marvell、慧榮（SMI）、群聯（PHISON）、東芝、瑞昱（Realtek）等。此外還有一些比較特殊的品牌，例如與希捷合作的SandForce，消費級產品已經較長時間沒有更新，但希捷的高端專業級SSD以及剛上市的酷魚SSD很可能使用了它的產品或相關技術，而三星、Intel、西數等公司也有自己的主控晶片，同時也會使用一些其他品牌的主控晶片。此外如SK海力士、威盛（VIA）等廠商也具有主控研發生產能力，但在消費級市場上很難見到相應產品。

● Marvell 88SS1093

Marvell是一家綜合性的晶片廠商，在很多板卡、設備中都能看到它的產品。Marvell 涉足SSD主控晶片非常早，產品線也很全面，市場中仍然可以看到的方案從相對低端的SATA主控到高速NVMe主控都有，目前市場上比較常見的Marvell主控包括88SS和88NV兩個系列的產品。

Marvell主控出色的性能也帶來了成本較高、產品開發難度大等問題，在很長時間內，它甚至並不提供自有固件等配套解決方案，需要廠商自行開發，因此只有經驗豐富的大廠才會採用其主控產品，例如金士頓、美光（英睿達Crucial）、閃迪、建興、浦科特等。

88SS1093主控晶片（圖5）支持NVMe 1.1標準、四通道PCI-E 3.0，採用三核設計，28nm工藝製造，具有低功耗管理設計。它支持8通道界面，每個通道支持8CE，可配合東芝15nm SLC、MLC、TLC和三星3D NAND等顆粒，最大支持2TB容量。

浦科特M9PeG（圖6）是一款採用這一主控的典型產品之一，使用64層堆疊的東芝TLC顆粒，最大容量為1TB。它採用M.2接口，支持PCI-E 3.0 ×4通道，持續讀取速度可達3200MB/s，寫入速度則為2100MB/s，隨機讀寫分別為400000IOPS和300000IOPS（1TB型號）。

● 慧榮SM2246/SM2260

慧榮等主控廠商採用「交鑰匙」方式設計的主控、固件等一攬子解決方案，使得SSD的開發難度大幅降低，推動它走向了主流市場。雖然是從中小廠商和入門級型號做起，但現在慧榮的SMI系列主控已經進入了中端乃至高端SS中，成為市場中的主流產品，影響力直追產品更新略顯遲緩的Marvell。

常見的慧榮的主控晶片為SM22XX系列，入門級SSD的SM2246和支持NVMe的SM2260是其中兩款比較有特色的產品，此外還有面向主流的SM2259/SM2259等。

SM2246（圖7）為32bit RISC CPU，支持16bit位寬的DDR2/3內存、BCH ECC錯誤校驗、全局磨損平衡算法、AES 128/256全盤加密、TCG OPAL等技術。它僅設計了4個快閃記憶體通道，每通道最多8CE，可支持1.8V和3.3V雙電壓快閃記憶體、ONFI 3.0與Toggle 2.0接口標準、1x/1y/2x/2y/3x nm的SLC、MLC和TLC顆粒，支持快閃記憶體頁面大小為4KB、8KB、16KB、支持1-plane、2-plane與4-plane。作為入門級產品，這款主控的理論連續讀寫速度為540MB/s和410MB/s，最大讀寫IOPS為80000/75000，與主流和高端產品有一定差距。

SM2260採用NVMe標準，支持3D MLC/TLC，是一款追求最佳效能、超低功耗、超長使用壽命及卓越數據穩定度的產品。它採用8通道設計，每個通道8CE，最高可支持2TB容量。它具有LDPC及RAID Data Recover功能的NANDXtend三維解錯修正技術，可將SSD的P/E Cycle提高3倍以上，有效延長了SSD使用壽命，並且提供更高效率的數據糾錯與校準能力，帶來更好的數據穩定性和完整性。

臺電S550（圖8）是一款入門級SSD，也是採用SM2246主控的典型產品，它採用SATA 6Gb/s接口，2.5英寸規格設計，厚度僅有7mm。這款產品的連續讀取速度為480MB/s，而寫入速度僅有150MB/s，雖然採用了3D堆疊快閃記憶體顆粒，但其系列產品的容量也都比較小，以符合入門級產品的定位。

威剛SX8000（圖9）是一款採用SM2260主控的中高端SSD，它採用M.2接口，支持PCI-E 3.0 ×4通道，最高讀取速度2500MB/s，最高寫入速度1100MB/s。它採用3D MLC顆粒，最大容量為1TB。它同時帶有SLC和RAM緩存，可提供更好的突發存取能力，並且支持多種加密、糾錯機制，讓數據存取更加穩定可靠。

● 群聯PS5008-E8

作為曾推動SSD價格走低，進入主流的「功勳」主控廠商，群聯現在很重要的任務之一就是將原本處於高端的NVMe標準SSD也拉下神壇，在近期SSD大規模降價，特別是NVMe高速SSD走入主流的市場變化中，群聯就起到了不小的作用。

PS5008-E8（圖10）是群聯面向入門級NVMe SSD的主控晶片，它僅支持PCI-E ×2連接，快閃記憶體為4通道32CE，最高讀寫速度為1600MB/s和1300 MB/s。儘管PS5008-E8及相應SSD的性能明顯低於大部分支持×4通道的主控晶片和SSD，但它可以提供與SATA SSD類似的價位，足以吸引用戶和廠商從SATA標準轉移到NVMe標準產品上來。此外這塊主控還有一個支持HMB緩存技術的發展型產品PS5008-E8T，雖然同樣定位在入門級市場，但從HMB在顯卡等產品中的表現上看，它應該能明顯提升相應產品的讀寫性能。

金士頓A1000（圖11）是目前比較受關注的入門級高速M.2 SSD，它採用的就是PS5008-E8主控。這款SSD的持續讀取速度可達1500MB/s，隨機讀取為100000IOPS～120000IOPS；持續寫入速度則根據容量不同在800MB/s～1000MB/s之間，隨機寫入速度則在80000～100000之間。它採用3D TLC顆粒，最大容量為960GB，全盤可重複寫入次數為600次以上。

● 三星Phoenix主控

作為目前世界上最頂尖的半導體廠商之一，三星同時擁有快閃記憶體顆粒與主控設計和生產能力，並同時用於自有品牌的SSD中。由於不涉及外售問題，三星的主控更偏向於為自有品牌的SSD及快閃記憶體顆粒量身打造，例如在960系列中使用的就是全新Polaris（北極星）架構的PCI-E主控搭配48層V-NAND快閃記憶體顆粒，而在最新的970系列產品中就換用了Phoenix主控（圖12）以配合新的64層快閃記憶體顆粒。

由於不對外發售，所以三星並未對外公布其Polaris和Phoenix主控的具體規格，我們可以得知的是它至少採用了5核心設計，可支持至少8通道快閃記憶體，外部則支持NVMe標準、PCI-E 3.0 ×4通道。其具體性能則可以直接從相應的SSD產品上直接了解。

使用Phoenix主控的三星970EVO（圖13）性能非常強勁，持續讀寫速度可達3500MB/s和2500MB/s（1TB型號），隨機讀寫都在400000IOPS以上，最大容量達到2TB。它搭配4GB三星DDR4 RAM緩存，支持TurboWrite技術和動態熱保護技術，在擁有出色性能的同時可提供冷靜穩定的運行環境，全盤最高重複寫入次數達到600次。

● 西數（閃迪）主控

作為機械硬碟的市場兩大巨頭之一，西數對消費級SSD的興趣也非常濃厚，已經退出了綠盤、藍盤、黑盤等多個型號。其中入門級和主流的綠盤、藍盤SSD分別採用了慧榮和Marvell的主控產品，但在黑盤上則採用了來自西數收購品牌閃迪（SanDisk）的自有主控（圖14）。這款主控是為其採用的西數自有快閃記憶體專門開發的，和通用解決方案相比，放棄了ONFI快閃記憶體等一部分不必要的支持能力，換來了更簡單高效的硬體控制和操作能力。例如在實際使用時，會有很多簡單的數據操作可以不經過固件和CPU，直接在存儲系統中完成。

同時這款主控還擁有nCache 3.0緩存技術，增加了TLC直寫功能，無需在SLC緩存被寫滿之後等待等待主控進行數據搬遷和清空處理，而是在寫入緩存的時候，就直接由快閃記憶體系統自動進行相應的數據摺疊、轉移、清空等操作，可以明顯提升效率。

採用了自有主控後，西數黑盤（圖15）的性能表現確實非常出色，它採用PCI-E 3.0 ×4通道讀寫速度為340MB/s和2800MB/s，隨機讀寫則為500000IOPS和400000IOPS（1TB型號），均達到了目前頂級NVMe SSD的水平。通過良好的電源和熱量管理，這款產品的功耗與發熱量也被限制在較好的水平，可以保持冷靜運行，獲得良好的壽命，其全盤重複寫入次數達到600次，質保時間長達5年。

● 看清「定製」主控

有時我們會看到一些品牌的SSD採用了「定製」晶片，用以生產一些有特色的SSD。但必須要注意的是，這些所謂的「定製」晶片和前面提到的三星、西數自有定製晶片不同，其中不乏「閹割」產品甚至是自行打磨的以掩蓋實際型號的晶片，相應的SSD質量堪憂，因此對於小品牌且無法識別主控的SSD，最好還是敬而遠之。至於一些大品牌SSD，雖然也有打磨並重新印刷主控晶片的情況，但更多的是考慮到自家品牌的形象（圖16），相應的SSD產品性能與質量還是比較可靠的。

惠普存儲是惠普與其他廠商合作的品牌，其EX900就採用了「定製版」的SMI 2263XT主控晶片

● SSD主控的未來

除了上述這些比較常見的典型主控晶片之外，在2018年中，Marvell等廠商也紛紛發布了更強勁的主控晶片，在PCI-E 3.0 ×4通道的支持下，普遍可以提供3500MHz的讀取速度，也就是基本達到了這一連接的極限速度。其中甚至有些產品已經開始支持PCI-E 4.0，可讓接口帶寬提升一倍。

而另一方面以Intel傲騰（Optane）為代表的新型SSD也在快速發展，它們不僅性能更強大，而且因為採用了3D XPoint技術的新型存儲顆粒，因而在主控設計等方面也有了巨大變化，例如基於3D XPoint技術存儲顆粒的Intel SSD中，主控晶片面積就極小（圖17），結構也非常簡單，顯然已經與我們前面介紹的，與CPU架構類似的主流SSD主控晶片完全不同。

左下角小小的Intel SLM4B晶片，就是這塊800P SSD的主控晶片

當然，無論SSD的發展是繼續以NAND顆粒為主，跟隨總線、接口技術的腳步，還是進行華麗轉身，用新型存儲技術武裝自己，主控晶片都將是其上不可或缺的一部分，並將隨著應用需求和SSD的進化，不斷發展和強大起來。