SSD-Controller mit PCIe 5.0: FADU will 3,4 Millionen IOPS und 15 GB/s schaffen

FADU ist ein neuer Player im Bereich der SSD-Controller für Serveranwendungen. Nach Lösungen mit PCIe 3.0 und PCIe 4.0 kündigt das Startup den 16-Kanal-Controller FC5161 mit PCIe 5.0 an. Die damit bestückten SSDs sollen in der Spitze 3,4 Millionen IOPS und 14,6 GB/s beim Lesen erreichen.

Das noch junge Unternehmen FADU Technology aus Südkorea entwickelt „schlüsselfertige“ SSD-Controller samt Firmware und bietet auch komplette SSD-Designs für Geschäftskunden wie OEMs an. Ähnlich, aber im weitaus größeren Maßstab, agieren die etablierten Platzhirsche wie Phison und Silicon Motion, zu denen sich jüngst mit Innogrit ein weiteres Startup gesellt hat. Während die genannte Konkurrenz vor allem Produkte für Endverbraucher (Consumer) entwickelt, hat sich FADU ganz dem Enterprise-Segment rund um Rechenzentren verschworen.

FADU hat SSD-Plattform mit PCIe 5.0 entwickelt

Der aktuell stattfindende Open Compute Global Summit ist daher eine ideale Bühne für die Vorstellung der neuen SSD-Plattform von FADU, die bereits mit der neuen Schnittstelle PCIe 5.0 umgehen kann. Die SSD-Designs tragen den Namen Echo und sind in den neuen Server-SSD-Formfaktoren E1.S, E3, E1.L sowie im 2,5-Zoll-Format mit U.2 geplant.

Das Herzstück bildet der neue Controller FC5161, der PCIe 5.0 x4 und mindestens NVMe 1.4a sowie die OCP Cloud Spec 2.0 unterstützt. Der FC5161 besitzt 16 NAND-Channel und kann bereits mit dem NAND-Interface ONFi 5 mit 2.400 MT/s umgehen. Zwar gibt es noch keinen NAND-Flash, der so schnell arbeitet, doch besteht Potenzial für die Zukunft.

FADU Echo SSD (vorläufige Spezifikationen)
Formfaktor	E1.S / E1.L / E3 / U.2
Controller	FADU FC5161
Host Interface	PCIe 5.0 x4 / NVMe 1.4+ / OCP Cloud Spec 2.0
NAND Interface	16 Channel / ONFi 5 (2400MT/s)
Sequential Read	14,6 GB/s
Sequential Write	10,4 GB/s
Random Read	3.400 KIOPs
Random Write	735 KIOPs
Average Power	<5,2 W

Die vorläufigen Leistungsprognosen für eine Echo-SSD mit FC5161 und nicht näher spezifiziertem NAND liegen bei bis zu 14,6 GB/s für das sequenzielle Lesen und bis zu 10,4 GB/s für das sequenzielle Schreiben. Beim wahlfreien Lesen sollen 3,4 Millionen IOPS erreicht werden, was die 2,5 Millionen IOPS von Kioxias PCIe-5.0-SSD-Prototypen noch deutlich übertrifft. Nicht sonderlich hoch in diesem Segment erscheinen allerdings die 735.000 IOPS beim wahlfreien Schreiben. Letztlich kommt es aber auch darauf an, welche Leistung dauerhaft bereitgestellt werden kann. SSDs mit NAND-Flash brechen bei hoher Arbeitslast früher oder später stark ein.

Leistung und Effizienz beim Generationswechsel

Dank der mit PCIe 5.0 gegenüber PCIe 4.0 nochmals verdoppelten Datenübertragungsrate der Schnittstelle lässt sich auch die SSD-Leistung theoretisch verdoppeln. Allerdings erfordert dies leistungsstärkere Controller, die ihrerseits mehr Strom benötigen und daher mehr Abwärme erzeugen. FADU rühmt sich damit, den Aspekt der Energieeffizienz nicht vernachlässigt zu haben und will die Leistungssteigerung mit einem vergleichsweise niedrigen Stromverbrauch schaffen. Die Angabe von weniger als 5,2 Watt wird aber nur als durchschnittlicher Wert (Average Power) genannt. Unter welchen Einsatzbedingungen dies gilt, verrät die Ankündigung ebenso wenig wie die maximale Leistungsaufnahme respektive die Wärmeverlustleistung TDP.

Bei jeder Generation kann jeder Leistung erbringen – aber ohne eine effiziente Architektur ist es unmöglich, Leistung bei niedrigem Stromverbrauch mit anhaltend hoher QoS zu erreichen [...] Die einzigartige Architektur von FADU hat ihre Fähigkeit bewiesen, alle drei gegensätzlichen Designkriterien erneut zu erfüllen, während wir uns darauf vorbereiten, die Migration der Branche auf PCIe Gen 5 zu unterstützen

Jihyo Lee, Mitbegründer und CEO von FADU

Über FADU und seine Controller-Architektur

Die Firma FADU mit Hauptsitz in Südkorea und Niederlassung in Kalifornien wurde im Jahr 2015 gegründet. Im Jahr 2018 präsentierte das Unternehmen mit dem FC3081 alias Annapurna seinen ersten SSD-Controller, der noch mit PCIe 3.0 x4 arbeitete. Vor einem Jahr stellte FADU die SSD-Plattform Delta mit dem FC4121 mit PCIe 4.0 x4 vor, die bis zu 7 GB/s und 1,675 Millionen IOPS versprach.

Im Vorteil sieht sich das Unternehmen gegenüber anderen Lösungen beim Energiebedarf durch den Einsatz einfacherer CPU-Technik: Schlanke RISC-V-Kerne ersetzen komplexere CPUs. Der neue Architekturansatz lautet Flash Acceleration Layer statt Flash Translation Layer, wie ihn eine Broschüre des Unternehmens beschreibt.

Den Open Compute Global Summit wird FADU dazu nutzen, die neue PCIe-5.0-Plattform zu bewerben und Abnehmer zu finden. Auch Silicon Motion will dort seine „PCIe Gen5 NVMe platform“ vorstellen. Schon im Mai hatte Marvell den Anfang gemacht und die ersten PCIe-5.0-SSD-Controller der Familie Bravera SC5 vorgestellt. Phison will nächstes Jahr mit dem E26-Controller PCIe 5.0 bieten.