3,6 GB/s und QLC: Marvells neue Controller für schnelle Client-SSDs

Die Runderneuerung der Angebotspalette bei den SSD-Controllern von Marvell geht weiter. Nach Modellen für Server-SSDs hat der Hersteller nun zwei Controller für Client-SSDs vorgestellt. Beide nutzen PCIe 3.0 x4 und NVMe 1.3 und sind bereits auf das Zusammenspiel mit TLC- und QLC-3D-NAND der 96-Layer-Generation getrimmt.

Marvells neue NVMe-SSD-Controller für schnelle Client-SSDs

Marvell hat die Neulinge 88SS1084 und 88SS1100 als „sechste Generation“ der NVMe-basierten SSD-Controller des Unternehmens vorgestellt. Anders als die im März enthüllten 88SS1098 und 88SS1088, die für Enterprise-SSDs bestimmt sind, will Marvell nun eine neue Basis für schnelle PCIe-SSDs für Privatnutzer bieten. Als elektrische Schnittstelle wird einmal mehr PCI Express 3.0 x4 genutzt, das abzüglich Overhead eine Bruttodatenrate von 3.938 MB/s bietet. In der Praxis bleiben davon bis etwa 3.600 MB/s übrig. Genau mit diesen 3,6 GB/s bewirbt Marvell auch die maximale Leistung der neuen Controller; überdies sollen bis zu 700.000 IOPS möglich sein. Die Werte gelten sehr wahrscheinlich für den schnelleren 88SS1100.

	Marvell 88SS1100	Phison PS5012-E12	SMI SM2262EN
Schnittstelle	PCIe 3.0 x4
Protokoll	NVMe 1.3
NAND-Channel	8
CE/Channel (gesamt)	8 (64)	4 (32)	4 (32)
DRAM	✓
ECC	LDPC
Seq. Read	3.600 MB/s	3.200 MB/s	3.500 MB/s
Seq. Write	?	3.000 MB/s	3.000 MB/s
4K Random Read	700.000 IOPS (ob Read oder Write nicht genannt)	600.000 IOPS	370.000 IOPS
4K Random Write		600.000 IOPS	300.000 IOPS

Auf dem Papier gewinnt Marvell damit das Duell der vermarkteten Leistungswerte gegen die Konkurrenz aus Phison E12 und Silicon Motion SM2262EN. Letztlich werden aber erst Tests zeigen, welche Basis die beste SSD-Leistung liefert. Alle drei Hersteller buhlen um Abnehmer im Bereich der SSD-Hersteller.

Mit NVMe 1.3 wird die aktuelle Revision des auf SSDs optimierten Protokolls als logische Schnittstelle zum System unterstützt.

88SS1100 mit 8, 88SS1084 mit 4 Kanälen

Die Steuerungsprozessoren setzen wie ihre Enterprise-Pendants auf Cortex-R5-Kerne. Bei beiden kommen vier davon zum Einsatz. Ohnehin herrsche eine enge Verwandtschaft zu den Server-Modellen, denn es werde „eine gemeinsame Hardware- und Firmware-Controller-Architektur“ verwendet. Diese einheitliche Basis soll auch SSD-Herstellern helfen und die Produktentwicklung beschleunigen. Die Controller sollen Partnern ab sofort zum Kauf zur Verfügung stehen.

Der wesentliche Unterschied zwischen den neuen Marvell-Modellen liegt im Flash-Controller, der beim 88SS1084 (PDF) vier NAND-Channel bietet, während es beim 88SS1100 (PDF) doppelt so viele sind, was entsprechend für mehr Leistungspotenzial sorgt. Unterstützt werden die aktuellen NAND-Schnittstellen ONFI 4.0 und Toggle 3.0. Dies ermöglicht eine Kombination mit NAND-Flash diverser Hersteller.

LDPC-Fehlerkorrektur für TLC- und QLC-Flash

Da die neue Generation von 3D-NAND mit 96-Layer-Architektur und QLC vor der Tür steht, ist klar, dass die Unterstützung dieses Speichertyps im Fokus der Ankündigung von Marvell steht. Das Speichern von vier Bit pro Speicherzelle bei QLC bedeutet gegenüber TLC-NAND nochmals höhere Anforderungen an die Mechanismen zur Fehlerkorrektur, um die Haltbarkeit in erträglichem Rahmen zu halten. Dabei setzt Marvell auf die vierte Generation der sogenannten NANDEdge-Technik, hinter der sich eine LDPC-Engine verbirgt.

Klar in dieser Leistungsklasse ist, dass die Marvell-Controller mit einem DRAM-Cache kombiniert werden. Unterstützt werden DDR3 und DDR4 sowie deren stromsparende Varianten LPDDR3 und LPDDR4 mit Datenraten von bis zu 2.400 MT/s sowie 4 GB Speichervolumen. Optionen zur Hardware-basierten Datenverschlüsselung gehören ebenfalls zur Ausstattung.

	88SS1100	88SS1084
Prozessor	4 × ARM Cortex-R5
Schnittstelle	PCIe Gen 3x4
DRAM-Controller	Bis zu 4 GB DDR3/DDR4/LPDDR3/LPDDR4 bis zu 2400MT/s 32-Bit-Datenbus 2 Chip Select Pins
Flash-Controller	8 NAND-Channel @ 800MT/s kompatibel mit ONFI 2.2/2.3/3.0/4.0, JEDEC mode und Toggle 1.0/2.0/3.0 Hardware RAID 4. Generation Marvell NANDEdge LDPC engine	4 NAND-Channel @ 800MT/s kompatibel mit ONFI 2.2/2.3/3.0/4.0, JEDEC mode und Toggle 1.0/2.0/3.0 Hardware RAID 4. Generation Marvell NANDEdge LDPC engine
NVMe	NVMe 1.3 256 ausstehende I/O-Befehle T-10 DIF und End-to-End Data Protection
Sicherheit	OTP-Support für Secure Drive AES-Verschlüsselung (Hardware) „Media re-encryption hardware“
Temperaturbereich	0 °C bis 70 °C (Betrieb)
Package	17 × 17 mm (625 ball) BGA package	12 × 13,5 mm (418 ball) BGA package