【FMW2023】PCIe Gen5技术新纪元,性能、功耗与智能管理的高效结合

原创: 闪德资讯 2023-09-11
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 8月29日至30日,由DOIT传媒主办,以“芯存储 AI未来”为主题的FMW 2023  闪存峰会在杭州隆重召开。作为国内闪存业界的知名峰会,FMW聚集了行业内的权威教授和学者,以及领先企业代表,共同探讨了以闪存为核心的存储器产业生态,分享了最新的技术进展和行业趋势。


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    慧荣科技作为闪存技术的推动者,更是全球闪存主控芯片的领导者,在本次FMW峰会上带来了三场主题演讲,分别是公司产品企划经理刘耀仁先生带来的《引领未来:揭秘PCIe Gen5新纪元技术与市场趋势》,旗下宝存科技产品研发副总姜海先生的《加速企业存储的优化与创新》以及宝存科技资深产品经理林定宽先生的《在多租户虚拟环境下实现NVMe SSD PerformaShape™》。从消费级到企业级再到行业首创技术,慧荣科技集团以满满的干货,吸引了与会观众的积极关注。


PCIe Gen5客户端SSD性能挑战


    PCIe Gen5以卓越的传输性能成为了当前闪存业界热门技术,高达14GB/s的读取性能将为性能敏感用户带来两倍于PCIe Gen4的提升。但在性能提升的同时,更要考虑到PCIe Gen5所带来的功耗、平台强健性(Platform Resilience)及外围接口等各方面影响,逐一完善并解决才有机会将PCIe Gen5 SSD引入到笔记本等轻薄体积的设备中。


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    “为达成PCIe Gen5 SSD带宽上限的性能(接近15GB/s),并让随机读写性能至少达到PCIe Gen4 SSD的两倍,必须在主控芯片处理器、NAND闪存速率及固件调试等方面下功夫。”慧荣科技产品企划经理刘耀仁先生在演讲中表示。为满足Gen5x4 8通道的性能上限,每颗NAND闪存芯片的支持带宽需要达到2,400 MT/s以上。目前,许多闪存制造商均能提供2400MT/s速率闪存芯片,多用于制造高速的Gen4 SSD。预计在2024年底,笔记本厂商将陆续引入PCIe Gen5 SSD产品。


    慧荣科技PCIe Gen5 主控芯片SM2508在性能测试中,与2400MT/s NAND搭配,连读读取速度接近14.5GB/s,随机读写性能均接近2.4M IOPS,在固件的持续优化中,性能还将更进一步。


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    为达到这一性能,SM2508内建双核Cortex R8处理器,其支持的对称多处理技术(SMP),能够自主平衡多核处理器的工作负载,以优化混合负载场景下的性能。这意味着处理器可以智能地分配任务,确保每个核心都能充分发挥作用,从而提高整体性能。


    更为重要的是,Cortex R8处理器采用流水线的乱序执行,允许处理器根据输入数据和可用执行单元来执行指令,而不必等待前一条指令的完成。这种方式使处理器能够更有效地利用资源,提高执行效率,减少空闲时间。


PCIe Gen5客户端SSD功耗挑战


    性能之外,SM2508还采用更先进的台积电6nm制程工艺、低功耗电路设计、智能电源管理模块和智能降温策略,以满足笔记本厂商对SSD存储的最高功耗和能耗比方面的要求。


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    相比于传统的电源管理方案通过主控处理器管理所有电路模块,慧荣科技在主控芯片内置了独立的智能电源管理模块,既能实现低能耗模式下让功耗较高的主控芯片进入待机模式降低功耗,又能专门编程制定独特的管理策略,让电源管理更加灵活且高效。


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    针对温控方面,慧荣科技也采用了更智能的降温调频算法。以往温控方面通过降低主控和闪存颗粒的工作频率,达到分阶段降温与能耗控制,但会导致性能剧烈变化。慧荣科技则重新调整温控算法,让性能与能耗比实现等比调整。


PCIe Gen5客户端SSD安全与灵活挑战


    慧荣科技还在PCIe Gen5 SSD主控芯片中引入了更安全的固件保护,不仅能够在SSD内部确认固件完整性,还支持DICE (设备识别符组合引擎),将唯一设备密钥上传到主机端进行全方位的系统鉴证。


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    外围接口上,慧荣科技在实现简单但缺乏灵活性的纯硬件电路上进行了升级,不但引入了全新接口,同时也加入了ARM M0 CPU进行专用控制,并且能够通过代码更改进行升级,以匹配不断更新的行业标准。以此来让主机端能够更直接的对SSD实现温度监控、平台强健性/鉴证/恢复以及系统内部纠错等多方位的协作处理。


    性能,一直是消费者和应用们不停追求的。如何在达到更强性能的同时,解决功耗、外围接口等挑战更需要深思熟虑。慧荣科技在SM2508 PCIe Gen5主控芯片上以更先进的工艺制程、更智能的功耗温度管理、更灵活的外围接口,提供了一套更全面的客户端SSD解决方案。同时,慧荣科技还将与SSD厂商、笔记本厂商共同优化,将PCIe Gen5的卓越性能呈现给用户,畅享疾速魅力。


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