小Z聊固態:扒一扒主控晶片的那些事(全文)_固態硬碟_固態硬碟SSD微...

1主流主控品牌

    我們知道固態硬碟，其實就是由主控晶片、快閃記憶體顆粒和緩存單元組合起來的一塊電子集成板。在這三大件中，採購成本最高的無疑是快閃記憶體顆粒，大約佔據了70%的份額，而最有技術含量以及核心技術的則是主控晶片了。至於緩存單元，由於不同廠商對於不同型號的產品的定位，以及部分產品存在著內外置緩存的區分，因而無法統一論述。

    從今天起，小Z將從固態硬碟的元件出發，為大家扒一扒主控晶片、快閃記憶體顆粒那些事。

主流主控品牌：慧榮、群聯、Marvell、三星

    一聽到主控晶片，自然會聯想到個人PC裡的CPU，即中央處理器。沒錯，固態硬碟裡的主控晶片的確如同PC中的CPU，相當於固態硬碟的大腦，承擔著指揮、運算以及協調的作用。

    其具體作用表現在，一是合理調配數據在各個快閃記憶體晶片上的負荷，讓所有的快閃記憶體顆粒都能夠在一定負荷下正常工作，協調和維護不同區塊顆粒的協作，二則是承擔了整個數據中轉，連接快閃記憶體晶片和外部SATA接口，三則是負責固態硬碟內部各項指令的完成，諸如trim、CG回收、磨損均衡。

主控晶片相當於CPU

    可以說，一款主控晶片的好壞直接決定了固態硬碟的實際體驗和使用壽命。

    那麼問題來了，到底有哪些主控晶片呢？它們的性能又有什麼差距呢？

    不同於PC端，一家擠牙膏般的絕對壟斷，自固態硬碟誕生以來，不斷的有廠商進行主控晶片的研發和創新，臺系、日韓、歐美等都有專注於主控晶片研發的廠商，並沒有產生具有壟斷性質的晶片廠商，除此之外由於固態硬碟的結構簡單，很多具有完整生產線的大牌廠商還進行自主研發，自產主控。

    因而，主控晶片市場，呈現著多極化的分層，從早年的智微Jmicron、Indilinx、東芝自產到中期主流的Sandforce以及到如今百花齊放的慧榮、群聯、Marvell、三星，主控晶片廠商在不斷的競爭中將固態硬碟產品的總體性能提升向上提升了一大步，也推動了整個固態硬碟向消費市場的普及。

    接下來，小Z根據當前主流固態硬碟採用的主控晶片品牌慧榮、群聯、Marvell以及形成規模效應的三星主控，簡單的聊聊關於主控晶片的那些的事。

2一站式服務：慧榮主控

一站式服務：慧榮主控

    慧榮，全稱為慧榮科技，1995年成立於美國加州矽谷，目前總部設立於臺灣，並在臺灣、中國、香港、韓國、日本、美國均設有研發及運營團隊，公司於2005年在美國Nasdaq上市，成為亞洲第一家赴美掛牌的IC設計公司。 

慧榮主控logo

    作為一家在美國上市的臺灣IC設計公司，慧榮科技在固態硬碟主控晶片上的主要優勢在於能夠提供從主控晶片到固件方案，再到電路板設計、快閃記憶體顆粒的配對等一整套固態硬碟的解決方案，還能夠根據採購廠商的個性化需求進行定製化的服務。

intel 540s採用的SM2256主控

    慧榮提供的一站式服務，對於一些設計能力不足的中小企業以及處於傳統行業力圖轉型切入固態硬碟行業的企業而言，能夠極大的解決它們的實際問題，能夠快速提升產能和切入市場。

採用慧榮主控的品牌logo牆

    目前，慧榮科技的主流主控晶片產品有以下幾種，其中SM2258，是全球首款支持3D TLC NAND的交鑰匙式SATA 6Gb/s SSD控制器解決方案，intel新近推出的540S固態硬碟就是採用的此款主控晶片。

型號	部分代表品牌	ECC支持	包裝
SM2258	intel 540s	Configurable LDPC ECC	TFBGA323
SM2258XT		Configurable LDPC ECC	TFBGA144
SM2256	朗科   N550S	Configurable LDPC ECC	TFBGA323
SM2246EN	浦科特 M6V	Configurable BCH ECC	TFBGA288
SM2246XT	閃迪  Z400s	Configurable BCH ECC	TFBGA144QFN88

小Z點評：

    慧榮的主控，以全面完整著稱，能夠從軟體和硬體層面給予廠商全方位的支持，再加上較為低廉的採購價格，是中小廠商和大牌廠商入門級品牌主控的首選。

3只談性價比：群聯主控

只談性價比：群聯主控

    群聯主控，全稱群聯電子，2000年成立於臺灣新竹，是全球第一家推出單核心優盤主控晶片的臺灣IC設計廠商，同時群聯作為NAND快閃記憶體解決方案的供貨商，也可以提供品牌廠商，系統與OEM服務。

群聯PS3110主控

    回到和主控晶片上，從優盤主控設計開始，一直到固態硬碟主控，群聯設計出品的主控晶片以性價比著稱，特別是固態硬碟發展初期，群聯主控更是憑藉著超強的性價比佔據了大部分的品牌市場。

型號	接口	mDDR/DDR	容量 (Max)	通道	CE	AES Support	特性
PS3107-S7	SATA II	Optional	256GB	4	16	No	BCH ECC Correction GuaranteedFlush™ SmartFlush™ SmartRefresh™
PS3108-S8	SATA III	DDR3	1TB	8	64	PS3108-A8	BCH ECC Correction DEVSLP Support GuaranteedFlush™ SmartFlush™ SmartRefresh™
PS3109-S9	SATA III	LPSDR	256GB	4	16	PS3109-A9	BCH ECC Correction DEVSLP Support GuaranteedFlush™ SmartFlush™ SmartRefresh™
PS3110-S10	SATA III	DDR3/DDR3L	2TB	8	32	PS3110-A10	End-to-End Data Path Protection (ETEP) TLC Flash Support DEVSLP Support GuaranteedFlush™ SmartFlush™ SmartRefresh™ SmartECC™
PS3111-S11	SATA III	DRAM-less	1TB	2	16	No	LDPC ECC Correction 3D Flash Support" "TLC Flash Support DEVSLP Support SmartZIP™ GuaranteedFlush™ SmartFlush™ SmartRefresh™ SmartECC™ End-to-End Data Path Protection (ETEP)
PS5007-E7	PCIe Gen3 x 4	DDR3L	2TB	8	64	PS5007-A7	Compliance with NVMe1.1b Support L1.2 Mode TLC Flash Support GuaranteedFlush™ SmartFlush™ SmartRefresh™ SmartECC™ End-to-End Data Path Protection (ETEP) Compliance with PCI Express Rev. 3.0

    上表是群聯主控晶片的主要型號，根據表格我們可以知道，群聯大部分的主控都支持諸如ECC糾錯機制、Trim功能、AES高級加密標準、DEVSLP深度節能、NCQ原生命令隊列技術以及S.M.A.R.T自我監測技術。

    從PS3110開始，增加了對於TLC快閃記憶體顆粒的支持，而最新的PS3111則已經開始完美適配3D flash。回到具體產品上，由於群聯主控的產品眾多，性價比高，功能全面，以及臺資背景，成為國內許多固態硬碟廠商的主要固態硬碟供應商。

型號	產品
PS3108-S8	宇瞻AS510S 128G
PS3109-S9	朗科N5S
PS3110-S10	影馳GAMER系列
PS3111-S11	影馳鐵甲戰將120GB

小Z點評：

    群聯主控，因其中流的產品性能、低廉的價格以及全面的服務，和慧榮主控一樣，深受中小廠商的追捧，也成為大牌廠商入門級產品的首選方案之一。

4主流首選：Marvell主控

主流首選：Marvell主控

    雖然在固態硬碟領域，並沒有出現一家主控晶片廠商獨霸市場的壟斷情況，但依舊存在著市場份額較大的主控廠商，那就是我們接下來要聊的Marvell主控。

Marvell 品牌logo

    Marvell，全名為美滿電子科技公司，創立於1995年，到目前為止擁有約7200名員工，是一家頂尖的無晶圓廠半導體的跨國公司，美國總部位於加州聖塔克拉拉，在美國、歐洲、以色列、印度、新加坡和中國均設立了研發中心。

    作為一家以技術為核心的無晶圓廠的半導體研發公司，Marvell在晶片設計、大容量存儲解決方案、移動與無線技術、網絡、消費產品等方面都有著相當的建樹。

Marvell存儲晶片解決方案選型器

    具體到存儲領域，Marvell 是數據存儲解決方案的市場領先者，涉及消費市場、移動產品市場、桌面產品市場及企業市場等眾多領域。這一點我們可以從官網的產品選購器上，略窺一二。從上圖中，我們可以看到僅在存儲解決方案的選項中，Marvell就提供了高達25種涉及到SATA、SAS、SATA Bridge、SAS to SATA等四種應用場景的解決方案。

    在當下基於SATA接口的Marvell主控方案中，88SS9187、88SS9188、88SS9189、88SS9190以及88SS1074等五款較為流行。

金士頓最新uv400固態 Marvell 88SS1074主控

    Marvell 88SS9187主控兼容SATA 6Gbps 3.1接口，支持主流的NAND標準。它支持8通道並行，每通道速度可達200MB/s，最高讀寫速度可達1.6GB/s。新主控的容錯能力也得以增強，支持ECC糾錯，同時支持晶片內RAID功能。

    Marvell 88SS9188，作為9187的閹割版，將8通道變為了4通道，其他性能幾乎不變。

    Marvell 88SS9189則是支持最新的SATA 6Gbps Rev 3.1規範，業內最低運行/待機功耗，通道數和通道速度上和9187相同，只是在緩存上提高了支持容量到達DDR3 1GB大小，以及提高了核心頻率。

    接著是，Marvell 88SS9190，官網上幾乎沒有太多關於此款主控的詳細介紹，而根據Marvell一貫的研發作風，我們可以斷定此款主控是9189的閹割版，提供4通道並行，支持TLC快閃記憶體顆粒。

    最後是最新的Marvell 88SS1074主控，此款採用28nm CMOS工藝製造，SATA 6Gbps接口,支持Marvell的第三代NANDEdge糾錯技術、LDPC低密度奇偶校驗技術，完美適配15nm SLC/MLC/TLC、並支持3D NAND，以及支持ONFI 3、Toggle 2傳輸介面，最高速率400MT/s。

    以下是部分採用Marvell主控的代表產品：

型號	代表產品
Marvell 88SS9187	浦科特 M6 PRO
Marvell 88SS9188	浦科特 M6S PULS
Marvell  88SS9189	英睿達 M550系列
Marvell  88SS9190	閃迪至尊高速II代
Marvell 88SS1074	金士頓 Now UV400

小Z點評：

    作為國際廠商，Marvell的主控晶片行銷全球，設計多個品牌廠商，是目前一流固態硬碟廠商最為信賴的主控解決方案。但是，Marvell在進行晶片出售時，僅提供單片的晶片產品，而沒有響應的固件解決方案，需要各大廠商自行研發適配方案，這不僅提高了廠商的研發成本，同時還為部分沒有研發能力的廠商關上了選購Marvell主控的大門。

    

5自產自銷：三星主控

自產自銷：三星主控 

    三星電子，作為全球為數不多的，擁有半導體設計、加工、製造、生產、銷售等完整生態鏈的半導體企業，在固態硬碟的主控晶片領域，也佔據著一席之地，並創造性的研發出基於三星自家固件的一系列主控晶片，並拒絕投放市場，僅限自家使用。

三星logo

    基於三星如此嚴格的保密措施，目前關於三星系列主控晶片的詳細參數，幾乎沒有多少可供參考的信息。

三星750evo MGX主控晶片

    僅通過部分網站披露的信息僅供參考，「MCX是200MHz的三核ARM 9核心，緩存容量256MB，MDX的核心則換成300MHz的三核Coretex-R4處理器，緩存容量512MB，MEX則是把頻率提升至400MHz，並且加入了TurboWrite技術的支持，緩存容量1GB。」

型號	代表產品
MCX	830
MDX	840/840 PRO
MEX	850 Pro/840 EVO
MFX	650
MGX	850 EVO 500GB以下/750 EVO

三星主控對應的三星產品

    上表是三星主控對應的三星品牌產品，通過表格可以看到，三星主控的命名方式有著明顯的規律性，即以三個字母為代表，根據中間字母的英文排列順序進行型號劃分。

小Z點評：

    雖然目前關於三星家主控的相關信息少之又少，但是從網上相關的固態硬碟的測評中可以看到三星主控在緩存技術、信號處理等方面還是有著相當亮眼的表現，只可惜三星家始終不願意出售主控方案，不知是為了保密還是為了「遮羞」。

全文總結：

    主控晶片，是固態硬碟的大腦，它的品質高低決定了產品的真實體驗，而當下主控晶片的市場呈現著百花齊放，百家爭鳴的大好景象，各路主控廠商都在為固態硬碟的真實體驗進行創造性的研發。

    只可惜國內尚未出現有研發能力的主控廠商，能夠加入其中，在未形成壟斷的主控領域，開闢一份屬於中國的領土，而不是僅僅甘心於爭做組裝廠。