谈古论今——
说起存储行业，避免不了的就是5G,因为带来的变化难以想象，物联网、智慧城市、人工智能、无人驾驶，这一个个生动的画面是由无数存储设备组成的数据库。在此之前，关于固态硬盘介绍了存储颗粒，今天就和大家一起聊聊主控那点事。
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什么是主控？
固态硬盘的主控，不言而喻，其实就是相当于人类的大脑，由大脑指派完成一些动作，从实际读取和写入数据到执行垃圾回收、坏块管理、磨损平衡算法等，比如：吃饭、排泄、发烧，也会像人类一样“生老病死“，稍微高大上一点就是主控相当于计算机的CPU，只不过CPU用的是X86架构，主控用的是ARM架构，双核。
主控的作用
每个 SSD 都有一个存储控制器将存储单元连接到电脑，主控可以通过若干个channal并行操作多块Flash颗粒，提高底层的带宽。主控是一个执行固件代码的嵌入式处理器。主要功能如下：
1、调度数据在各个闪存芯片上的负荷，让所有的闪存颗粒都能够在一定负荷下正常工作，协调和维护不同区块颗粒的协作。
2、负责数据中转，连接闪存和接口。
3、启动运行固件算法，完成内部各项指令。
(1)错误检查和纠正(ECC)
(2)磨损平衡
(3)坏块映射
(4)Read disturb(读取某个块的数据的时候会影响到相邻块的数据)读干扰
(5)垃圾回收
(6)Trim指令
(7)LDPC四代加密与RAID0加密
主控品牌
半导体行业率先发展于美国，第一波崛起的SSD主控厂商自然来自美国居多，我们熟悉的Marvell、慧荣科技、SandForce（希捷收购）。
- Marvell 1995年在美国加州圣塔克拉拉成立，在IC上的布局包括存储、网络和无线连接等，半导体解决方案主要应用于企业、云、汽车、工业和消费类市场。
Marvell主流主控
88SS5000 专为实现一类新的企业和数据中心 SSD，能够显著降低总拥有成本。该控制器搭载 Marvell 第四代 NANDEdge™ LDPC 纠错技术，为 3D NAND TLC 和 QLC 技术提供支持，在延长 SSD 寿命的同时保持一流的延迟度和性能一致性。
88SS1321-88SS1323 Marvell PCIe Gen4 NVMe SSD 控制器系列，专注于支持下一代数据中心、边缘计算和客户端应用，在超小封包尺寸上实现功耗-性能、容量-性能、耐用性、可靠性、安全性的最优化。 此系列设备采用 12nm 制程技术制造，支持范围涵盖所有现有和新兴的 m.2（22110 至 2230）、BGA、EDSFF 和 U.2 SSD 尺寸。
支持 4 通道的 88SS1084 和 8 通道的 88SS1100 是 Marvell 的第六代基于 NVMe 的控制器。针对主流和高性能 PC 客户端和边缘计算 SSD 研发的 SSD 控制器系列。它们能够支持最新的 96 层三级单元 (TLC) 和四级单元 (QLC) NAND 架构。
88SS1098 和 88SS1088 是 Gen3x4 SSD 控制器，支持单端口和双端口功能、NVMe 1.3 标准和新兴的开放通道架构。两款控制器均搭载 Marvell Gen4 NANDEdge™ LDPC 纠错技术，为 3D NAND TLC 和 QLC 技术提供支持，在延长 SSD 寿命的同时保持一流的延迟度和性能一致性。
Marvell PCIe Gen4
Marvell宣称新PCIe Gen4主控以节能为特性，解决AMD最新X570芯片组和群联E16固态硬盘主控中提到关于PCIe Gen4的问题。得益于12nm工艺，Marvell新型无DRAM缓存主控的最低运行功率为2W;而现有大多数NVMe主控仍在使用28nm制程。
通过使用相对先进的工艺，让产品制造商能够打造更具成本效益的产品，特别是无DRAM缓存的版本。无DRAM缓存的88SS1323支持双通道PCIe Gen4，而88SS1322主控支持四通道的PCIe Gen4;定位更高的88SS1321支持四通道PCIe Genn4、有DRAM缓存，可支持2倍于88SS1322、88SS1323最大容量。
Marvell新一代PCIe Gen4主控人采用少量的ARM Cortex R5内核、2018年使用的第四代LDPC引擎。新款PCIe Gen4通道控制器的持续IO性能略高于Marvell早期8通道控制器，但随机IO性能小幅倒退。Marvell没计划让PCIe 4 x4的吞吐量饱和，入门级88SS1323虽然仅支持双通道的PCIe Gen4 ，但理论性能已经达到PCIe 3 x4产品的速度。
Marvell目前在网络和无线连接芯片方面的成就高于存储芯片，采纳其SSD主控的产品并不是很多，主要有浦科特等。
- 慧荣科技(Silicon Motion) 1995年成立于美国加州硅谷。除了提供闪存主控芯片，还有SSD、eMMC等嵌入式储存产品，应用领域包括智能型手机、平板计算机、个人计算机和工业等。
慧荣科技的控制芯片品牌是“SMI”，企业级SSD品牌为“Shannon Systems”，移动通讯产品则是“FCI”品牌。
特色
拥有2-CH/4-CH/8-CH传输的高效能闪存控制芯片，支持ISP（In-System-Programming）功能─无需经过制程变更即可解决兼容性的问题，支持PCIe Gen3 x4 NVMe 1.2, SATA 6Gb/s、SATA 3Gb/s与IDE UDMA6规格，全区均匀抹除(Global Wear Leveling)技术能有效延长固态硬盘使用寿命，弹性的闪存组态设定，强化ESD设计。
先进的嵌入式除错引擎(ECC Engine)提供强大的除错管理能力，内部电压侦测电路系统，同步满足商规及工规产品需求，支持每一通道中最多8~16个快闪CE插脚，支持内存容量最高可达1TB，支援三星 (Samsung) 、东芝 (Toshiba) 、新帝(SanDisk)、美光(Micron) 、英特尔(Intel)、SK海力士(SK Hynix)等大厂MLC、TLC及SLC 闪存。
慧荣主流主控
值得一提的是，慧荣Gen4 终于露出庐山真面目，PCIe 4.0通道速率已经达到了16GT/s，相比PCIe3.0足足翻了一倍，对于固态硬盘存储性能提升起到很大帮助。SM2267和SM2264分别支持4个NAND通道（8TB）和8个NAND通道（16TB），连续读写速度最高为4GB/s和7GB/s，全部支持128+层的3DTLC或QLC闪存。
Phison 群联电子
群联电子从全球首颗单芯片USB优盘控制芯片起家，长期专注于闪存存储主控芯片研发，涵盖了USB、SD存储卡、eMMC、UFS、PATA、SATA、PCI-E规格的SSD主控芯片，并为存储系统和OEM/ODM等品牌客户提供存储解决方案，终端应用遍及消费性市场、工业制造及企业数据中心、嵌入式存储等。由于高度重视存储加密技术，群联电子在国际技术标准上取得了ONFI创始会员资格，同时也是SD协会、UFS协会的董事。
台系主控目前是SSD市场上的主流，并在中国大陆协同伙伴赢得庞大的消费群体，市场份额不断上升。目前，群联主控涉及到消费级和企业级，包括SATA、PCIE，共10种主控类型，SATA有PS3113-S13T 、PS3112-S12、 PS3111-S11T。PCIE包括PS5019-E19T、 PS5016-E16 、 PS5013-E13T 、PS5012-E12 、PS5012-E12C 、 PS5008-E8、 PS5008-E8T。
PCIE
SATA
群联E16，目前全球首款PS5016-E16主控，支持PCIe 4.0 4×4（NVMe 1.3），分为500GB、1TB及2TB三种版本，顺序读写速度为5/2.5GB/s、5/4.4GB/s及5/4.4GB/s，其中在顺序读取速度方面达到了群联标称的PCIe 4.0 x4接口峰值，1TB及2TB版本的顺序写入速度也达到了4.4GB/s。500GB的随机读写仅为400K/550K IOPS，而1TB及2TB版本为600K/500K IOPS。不同的容量造成的顺序读写速度降低，是因为CE数量减半的结果，因为一个channal搭载4~8个CE。
三星主控
三星是全球最知名的公司之一，其涉猎领域众多。旗下的三星电子更是全球为数不多的，拥有半导体设计、加工、制造、生产、销售等完整生态链的半导体企业。
在SSD主控领域，三星也是早早的就占据着一大块份额，其主控主要出现在三星自家的SSD产品上，像860EVO和QVO这类SATA SSD用的就是MJX主控，而PCI-E SSD上的Phoenix 控制器，代表产品有大家熟知的970系列，性能非常不错，处于高端水平。
同时，三星是全球目前唯一一家所有SSD组件均由内部自主设计生产的厂商，凭借原厂主控、闪存、缓存、固件的四位一体优势，可靠质量加持，产品均为行业一流。
今天主控就介绍到这里，主要普及一下主控常识，由于国内主控商的影响力较小，暂未列入讨论范围，而且，通过长期关注存储行业，会发现我们买的固态硬盘的主控一般都是三星、慧荣、群联、美满电子，这三家厂商的主控市场也是占据半壁江山，影响力颇大，另外，PCIE Gen 4已是行业趋势，随着5G的发展与普及，数据大爆发，在速度与容量需求将前所未有，让我们拭目以待！
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