SSDs: Günstige NVMe-Controller mit PCIe 3.0 x2 von VIA und Phison

VIA und Phison haben auf dem Flash Memory Summit in Santa Clara neue Controller für SSDs vorgestellt. Bei VIA steht die zweite Generation der NVMe- und SATA-Controller auf dem Programm. Phison zeigt dagegen erstmals einen NVMe-Controller und bieten diesen in zwei Varianten für den Einsatz mit oder ohne DRAM an.

VIA VT6745 und VT6735

VIA hat in Kalifornien zwei neue Controller im Gepäck. Die weiterhin in einem 40-nm-Low-Power-Verfahren gefertigten Modelle der zweiten Generation bedienen einerseits den Markt für PCI-Express-SSDs mit NVMe-Schnittstelle (VT6745) und andererseits den Markt für die klassischere Variante mit SATA-Schnittstelle (VT6735). Beiden Modellen gemein sind die breit gefächerte Unterstützung von planarem und 3D-NAND aus der Produktion von Intel, Micron, SanDisk, SK Hynix oder Toshiba, eine hardwarebasierte AES-128/256-Verschlüsselung, vier NAND-Channel sowie VIAs adaptive Fehlerkorrektur LDPC Plus.

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Diese beinhaltet einen Bitfehler-Vorhersagealgorithmus sowie jeweils drei unterschiedlich starke Korrekturverfahren für MLC- und den stärker fehleranfälligen TLC-Speicher. Zwischen diesen drei Stufen – Hard, Hard+ und Soft – sollen die beiden Controller in kürzester Zeit wechseln können, um sowohl eine möglichst hohe Leistung als auch eine möglichst lange Lebensdauer der Speicherzellen zu gewährleisten.

Wie schnell die neuen Controller sind und wann mit ersten Produkten zu rechnen ist, lässt VIA vorerst offen.

Modell	VT6745	VT6735	VT6740	VT6742	VT6730
Fertigung	40 nm
Schnittstelle	PCIe 3.0 x2	SATA 6 Gbit/s	PCIe 3.0 x2	PCIe 2.0 x2	SATA 6 Gbit/s
DRAM	DDR3L LPDDR2/3-1066		LP/DDR3-1066	DDR3-1066
NAND-Channel	4 8 CE/Channel
MLC-NAND	–		✓
TLC-NAND	✓		–
3D-NAND	✓
ECC	LDPC Plus		BCH-72b
XOR	✓		–
End-to-end CRC	✓		–
AES	256
TCG/OPAL	✓			–	✓

Phison PS5008 soll NVMe erschwinglich machen

Phison demonstriert auf dem Flash Memory Summit ebenfalls einen NVMe-Controller, der auf PCIe 3.0 x2 setzt. Den ersten NVMe-Controller bietet Phison gleich in zwei Varianten an – einmal mit und einmal ohne DRAM-Cache-Unterstützung. Die performantere Variante ist der PS5008-E8, der mit einem DDR3(L)-Cache kombiniert wird, von dem die Leistung bei wahlfreien Zugriffen enorm profitiert. Die etwas günstigere Lösung ist der PS5008-E8T, der ohne DRAM-Cache auskommt, dafür aber auch langsamer ist. Prinzipiell sollen aber auch die E8-Variante mit DRAM zum Preis eines SATA-SSD-Controllers angeboten werden, verglichen mit SSDs auf Basis der älteren Schnittstelle aber eine bis zu dreimal so hohe Leistung bieten.

Exklusiver Zugriff auf Teil des Arbeitsspeichers

Was der Leistung der E8T-Variante bei wahlfreien Zugriffen zu Gute kommen kann, ist die Unterstützung der NVMe-Funktion Host Memory Buffer (HMB). HMB erlaubt dem Controller, einen zugewiesenen Anteil des Arbeitsspeichers des Host-Computers exklusiv zu nutzen. Dies wird über Software auf dem Host-Computer gesteuert und muss sowohl vom Betriebssystem als auch vom BIOS unterstützt werden. Prinzipiell funktioniert der Controller aber auch dann, wenn das Betriebssystem oder das BIOS HMB nicht unterstützt.

Vorreiter bei der Implementierung von HMB war Marvell. Das Unternehmen hat mit den Modellen 88NV1140 und 88NV1160 bereits zwei NVMe-Controller im Portfolio, die den Arbeitsspeicher des Systems nutzen können und in Konkurrenz zum neuen Phison-Controller stehen.

Aktuell hat der PS5008 noch den Status eines Engineering Samples. Der neue Controller soll gegen Ende des Jahres für SSD-Hersteller verfügbar sein.

Variante	E8	E8T
Fertigung	40 nm
Schnittstelle	PCIe 3.0 x2
DRAM-Cache	DDR3(L)	–
NAND-Channel	4 8 CE/Channel
seq. Lesen	1.600 MB/s
seq. Schreiben	1.300 MB/s
wahlfreies Lesen (4K)	240.000 IOPS	220.000 IOPS
wahlfreies Schreiben (4K)	120.000 IOPS	130.000 IOPS
MLC NAND	✓
TLC NAND	✓
3D-NAND	✓
ECC	SmartECC
End-to-end DPP	✓
HMB	✓
AES	256