Phison E21T: Neuer SSD-Controller mit PCIe 4.0 und NVMe 1.4

Zur CES 2021 gibt Phison einen Ausblick auf den PS5021-E21T (E21T), ein neuer SSD-Controller mit PCIe 4.0 x4, der dank Umstieg auf 12 nm viel effizienter als der Vorgänger arbeitet. Zudem wird der PS5013-E13T für winzige BGA-SSDs mit PCIe 3.0 x2 beschrieben.

Neue Controller für NVMe-SSDs

Der PS5021-E21T (E21T) mit PCIe 4.0 x4 sei für SSDs im Bereich PC, Laptop, Konsole und Mobile Gaming vorgesehen und arbeitet ohne DRAM-Cache. In 12 nm bei TSMC gefertigt soll er gegenüber dem Vorgänger PS5019-E19T (28 nm) eine rund 25 Prozent höhere Leistung bei in gleicher Höhe reduzierter Leistungsaufnahme bieten. In einem Datenblatt (PDF) nennt Phison bis zu 5.000/4.500 MB/s bei sequenziellen Datentransfers. Die IOPS bei wahlfreien 4K-Zugriffen sollen auf 780.000/800.000 beim Lesen/Schreiben anwachsen. Im Schlafmodus (L1.2) soll die Leistungsaufnahme bei geringen 2,7 Milliwatt liegen, zum Energiebedarf bei aktiven Transfers fehlen Angaben jedoch.

	PS5016-E16	PS5018-E18	PS5019-E19T	PS5021-E21T
Schnittstelle	PCIe 4.0 x4
Protokoll	NVMe 1.3	NVMe 1.4	NVMe 1.3	NVMe 1.4
Fertigung	28 nm (TSMC)	12 nm (TSMC)	28 nm (TSMC)	12 nm (TSMC)
CPU-Kerne	2 × ARM Cortex R5	3 × ARM Cortex R5	1 × ARM Cortex R5
NAND-Channel (CE)	8 (32)		4 (16)
SSD-Kapazität (max.)	8 TB		2 TB	4 TB
Durchsatz/Channel	800 MT/s	1.600 MT/s	1.200 MT/s	1.600 MT/s
DRAM	DDR4	DDR4/LPDDR4	keiner (DRAM-less)
ECC	LDPC
Seq. Read (max.)	5.000 MB/s	7.000 MB/s	3.750 MB/s	5.000 MB/s
Seq. Write** (max.)	4.400 MB/s	7.000 MB/s	3.750 MB/s	4.500 MB/s
4K Random Read (max.)	bis 750.000 IOPS	1.000.000 IOPS	440.000 IOPS	780.000 IOPS
4K Random Write** (max.)	bis 750.000 IOPS	1.000.000 IOPS	500.000 IOPS	800.000 IOPS
Leistungsaufnahme	2,6 W	3,0* W	1,6* W	?
*geschätzt **im SLC-Cache alle Angaben laut Phison

Mit dem E19T teilt der E21T den einzelnen Cortex-R5-Kern und die Anzahl von vier NAND-Kanälen bei unverändert 16 Chip-Enablern (CE). Dass sich der maximal unterstützte Speicherplatz dennoch auf 4 TB verdoppelt, dürfte schlicht daran liegen, dass NAND-Chips inzwischen höhere Speicherkapazitäten bieten und die älteren Angaben zu den Vorgängern nicht auf aktuellem Stand sind. Gleiches dürfte auch für den auf 1.600 MT/s gestiegenen Durchsatz der NAND-Schnittstelle gelten; zur Veröffentlichung der alten Datenblätter gab es so schnellen Speicher einfach noch nicht.

Allerdings ist der Phison E21T auch noch weit vom Marktstart entfernt: Erst im dritten Quartal 2021 sollen Muster ausgeliefert werden, die Serienfertigung wird für das vierte Quartal angepeilt.

PS5013-E13T für winzige NVMe-SSD im BGA-Format

Hinter der Phison BGA SSD-E13T verbirgt sich wiederum eine winzige Single-Package-SSD mit NVMe und einer Fläche von nur 11,5 × 13 mm zum direkten Verlöten auf der Platine von Mobilgeräten. Der PS5013-E13T-Controller ohne DRAM arbeitet mit PCIe 3.0 x2 und NVMe 1.3. Eine solche mit 3D-TLC-NAND bestückte SSD mit 512 GB soll in der Spitze 1.730 MB/s lesend und 1.180 MB/s schreibend sowie 195.000/245.000 IOPS beim wahlfreien Lesen/Schreiben erzielen. In kleinster Ausführung mit 32 GB Speicherplatz sinkt die Leistung aber rapide auf nur noch 380/230 MB/s und 24K/47K IOPS. Die Leistungsaufnahme soll je nach Modell rund 0,5 bis 1,5 Watt unter Last und etwa 0,8 Milliwatt im sparsamsten Stromsparmodus (PS4) betragen.