Phison E26: Neuer Controller für schnelle PCIe-5.0-SSDs im Detail

5.1.2022 21:00 Uhr

Michael Günsch

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Bild: Phison

Heute hat Phison die Katze aus dem Sack gelassen und Details zum angekündigten SSD-Controller E26 mit PCIe 5.0 verraten. Maximal 12 GB/s und 2 Millionen IOPS sollen SSDs mit dem neuen Chip, der auch NVMe 2.0 unterstützt, erreichen. Der parallel vorgestellte E21T geht es ruhiger an.

Zunächst ohne Leistungsprognose hatte Phison den E26 (PS5026-E26) im September angekündigt. Zur CES 2022 folgen die Details. Wie der E18 im 12-nm-Verfahren bei TSMC gefertigt, fällt der Controller mit 16 × 16 mm im FCCSP-Package deutlich größer als der E18 mit PCIe 4.0 aus. Phison kombiniert zwei CPU-Kerne vom Typ ARM Cortex R5 mit drei sogenannten CoX-Prozessoren – der hybride Ansatz dient der Energieeffizienz.

Das Potenzial der Schnittstelle PCIe 5.0 x4 nutzt der Phison augenscheinlich noch nicht aus, denn maximal 12 GB/s beim Lesen und 11 GB/s beim Schreiben werden in Aussicht gestellt. Das doppelte vom Phison E18 mit PCIe 4.0 x4 wird damit zumindest im sequenziellen Durchsatz noch nicht erreicht. Beim wahlfreien Schreiben soll sich die Leistung aber auf 2 Millionen IOPS verdoppeln; 1,5 Millionen IOPS werden für das Lesen genannt.

	PS5016-E16	PS5018-E18	PS5026-E26
Schnittstelle	PCIe 4.0 x4		PCIe 5.0 x4
Protokoll	NVMe 1.3	NVMe 1.4	NVMe 2.0
Fertigung	28 nm (TSMC)	12 nm (TSMC)
Package	529-ball TFBGA, 16 × 16 mm	529-ball FCCSP, 12 × 12 mm	576-ball FCCSP, 16 × 16 mm
CPU-Kerne	2 × ARM Cortex R5	3 × ARM Cortex R5	2 × ARM Cortex R5 3 × Proprietary IP CoXProcessor
NAND-Channel (CE)	8 (32)
SSD-Kapazität (max.)	8 TB		32 TB
Durchsatz/Channel	800 MT/s	1.600 MT/s	2.400 MT/s
DRAM	DDR4 (8/16 Bit, 1.600 MT/s)	DDR4 (32 Bit, 2666 MT/s)	DDR4/LPDDR4 (3.200 MT/s)
ECC	4th Gen LDPC		5th Gen LDPC
Sicherheit	Pyrite AES 256	Pyrite AES 256 SHA 512 RSA 4096 TCG Opal	AES 256 SHA 512 RSA 4096 TCG Opal 2.0
Seq. Read	bis 5.000 MB/s	7.400 MB/s	12.000 MB/s
Seq. Write*	bis 4.400 MB/s	7.000 MB/s	11.000 MB/s
4K Random Read	bis 720.000 IOPS	1.000.000 IOPS	1.500.000 IOPS
4K Random Write*	bis 750.000 IOPS	1.000.000 IOPS	2.000.000 IOPS
*im SLC-Cache alle Angaben laut Phison

Erneut werden acht NAND-Kanäle geboten, die aber mit schnellerem TLC- oder QLC-NAND mit bis zu 2.400 MT/s bestückt werden können. Diese Geschwindigkeit werden aber erst kommende Generationen von 3D-NAND erreichen, denn aktuell stellen 1.600 MT/s das Maximum dar. Mit 2.400 MT/s soll aber zum Beispiel Samsungs übernächste Generation V-NAND V8 arbeiten. Auch beim DRAM-Cache wird mit DDR4 oder LPDDR4 mit 3.200 MT/s der mögliche Durchsatz beschleunigt. Die LDPC-Engine zur Fehlerkorrektur wurde zudem auf die 5. Generation aktualisiert.

Noch gibt es keine konkreten Termine zur Verfügbarkeit erster Produkte mit der neuen Steuereinheit von Phison. Zumindest hatte Phison „maßgeschneiderte SSD-Lösungen“ auf Basis des E26 erst für das zweite Halbjahr 2022 in Aussicht gestellt. Wie beim E18 sind aber verschiedene Lösungen diverser SSD-Drittanbieter zu erwarten. Phison visiert diesmal aber nicht nur PC-Enthusiasten, sondern auch das Enterprise-Segment an. Die SSD-Plattform um den Phison E26 soll Funktionen wie Dual Port, Single Root I/O Virtualization (SR-IOV) und Zoned Namespaces (ZNS) unterstützen.

Phison E26 auf AIC und M.2 (Bild: Storagereview)

Phison E21T ohne DRAM

Für langsamere, günstigere und sparsamere SSD-Lösungen gibt es bei Phison ebenfalls eine neue Option. Der schon vor einem Jahr angekündigte PS5021-E21T arbeitet noch mit PCIe 4.0 x4 und muss auf einen eigenen DRAM-Cache verzichten. Stattdessen kann über das NVMe-Feature Host Memory Buffer ein kleiner Teil des Systemspeichers als Zwischenspeicher dienen. Im Consumer-Segment mit Alltagslasten hat sich dies bisher als ausreichende Kompensation bewährt. Der Verzicht auf DRAM bedeutet nicht nur Kosteneinsparungen, sondern auch eine niedrigere Leistungsaufnahme.

Die versprochene Leistung von maximal 4.800/4.500 MB/s und 550K/600K IOPS beim Lesen und Schreiben bewegt sich nahe am Phison E16; im Vorfeld waren noch etwas andere Werte genannt worden. Der mit 7,5 × 12 mm wesentlich kleinere E21T verfügt nur über eine „Single-CPU Architecture“ sowie vier NAND-Channel. Flash-Speicher mit maximal 1.600 MT/s kann angesteuert werden.

Phison legt den E21T zudem als BGA-Variante mit PCIe 4.0 x2 auf, die nur noch 3.600/3.000 MB/s und 500K/280K IOPS erreicht. Beide Versionen sind als Nachfolger des E19T und des E13T anzusehen.