技術革新日新月異：3D NAND及PCIeNVMe SSD晉升巿場主流

慧榮科技全新主控解決方案為新生代SSD產品開發設計保駕護航

以相同的成本，卻能達到倍增的容量，各家內存大廠對3D NAND創新技術的強力投入，預告了2017年將成為3D NAND固態硬盤（SSD）爆發成長的起點。加上Intel制定的Non-Volatile Memory Express（NVMe；非揮發性內存高速規格）超高傳輸接口的普及登場。容量更大、價格更低、壽命更長、速度更快，新世代SSD產品的卓越價格性能比，預期將大幅拉近與傳統硬盤市場的規模差距，兩種儲存裝置已逐漸接近黃金交叉點，高速大容量SSD將成為各式系統設備及消費者的優先選擇。

3D NAND帶動SSD市場爆炸性成長

根據研究機構Research and Markets公司，在九月底發表的調查報告指出：2016到2020年，PCIe SSD市場年均復合成長率（CAGR）將高達33.24%。市場大幅成長的關鍵原因之一，就是三星、美光、英特爾及東芝等大廠，對3D NAND投入總額高達180億美元的生產研發經費。其中英特爾更計劃在2015年，于中國市場投入5.5億美元設立3D NAND廠房。主要大廠對3D NADN技術的持續加碼，將能快速擴大預測期間的全球SSD市場規模。

再加上，英特爾領導制定的NVMe接口標準，得到各系統大廠的支持及導入，更讓PCIe SSD產品呈現出全新的高速傳輸風貌。NVMe能透過高帶寬、低延遲的PCIe總線傳輸信道，跨越SATA的6Gb/s及SAS的12Gb/s的傳輸帶寬限制，大幅提升讀寫效能。NVMePCIe SSD預估將成為主流，取代SATA/SAS SSD，同樣將帶動SSD市場需求。

主控技術是效能關鍵所在

面對3D NAND技術持續創新，以及NVMe接口標準的演進效能，SSD廠商需要更先進的控制芯片與韌體解決方案，才能開發設計出使用壽命、速度、穩定及可靠性更高的SSD產品。

全球領導IC設計公司慧榮科技（Silicon Motion Technology），日前就推出了兩款專為3D TLC NAND及NVMePCIe SSD技術設計的新一代控制芯片解決方案－ SM2258及SM2260。

6月份推出的SM2258，支持主流2D/3D TLC NAND及SATA接口；8月份發表的SM2260，則是遵循NVMePCIe標準，支持3D MLC/TLC的SSD控制芯片。全面迎向爆發成長的3D NAND SSD市場，再加上慧榮較完整的韌體解決方案，可針對不同的NAND Flash進行量身訂制，將能夠協助SSD廠商，開發出較具競爭力的3D NAND SSD產品，領先推出市場搶得先機。

SM2258及SM2260提供慧榮獨到Turn-Key式完整解決方案，包含完整的硬件及韌體技術，能夠帶來更大的容量、同類產品較佳效能、超低功耗、更長的使用壽命及卓越的數據穩定度。在展示中，SM2260的8通道設計，較高可支持2TB容量；搭配3D NAND的NVMePCIe高速傳輸效能，讀取及寫入速率更分別可達到2370MB/1039MB驚人數字。

兩款控制器都采用了慧榮兼具LDCP及RAID Data Recover功能的NANDXtend™ 三維解錯修正技術。可大幅提高SSD的P/E Cycle達3倍以上，有效延長SSD使用壽命，并且提供更高效率的數據糾錯與校準能力，帶來較穩定的數據完整性。

先進糾錯技術大幅提升SSD壽命及效能

新的3D堆棧與三層式儲存（TLC）設計架構，讓NAND Flash芯片容量密度激增、成本下滑。但也因此，SSD主控的糾錯修正技術就顯得更加重要，特別是在3D NAND更復雜的架構下，需要高效率的糾錯修正技術，才可以確保SSD的穩定度，并且也能同時提升SSD壽命及效能。

圖：相較于傳統BCH ECC算法，LDPC擁有更高的解錯效能，同時使用功率更低。

慧榮較具實力的NANDXtend三維解錯修正技術，是為先進SSD產品所獨家開發的先進韌體技術，結合LDPC（低密度奇偶修正碼）及RAID Data Recover修正技術，能高速平行譯碼并精準修正錯誤。較新一代NANDXtend技術，更特別增強了電力效率，在SSD大量糾錯修正解碼時，不會消耗更多的電力；并且還能加強解碼及糾錯效率、縮短解碼及糾錯時間，提供更快的SSD運行效能。

圖：較新NANDXtend技術，可以提高20%的電力效能、40%的解碼效率、25%的軟解碼校正能力、以及2倍的硬解碼校正效能。

SSD在全新使用狀態下，因為NAND Flash的抹寫次數較少，因此還不太需要啟動糾錯修正機制。但隨著長時間使用后的抹寫次數增加，將需要啟動糾錯修正機制，以確保數據的讀寫正確性－ SSD使用時間越長，需要越多的糾錯修正機制，因此將會影響到SSD速度。而較新一代NANDXtend技術，大幅強化了糾錯修正效能，能以更快的速度進行譯碼修正。讓SSD即使在長期使用Dirty狀態下，也不會有掉速的疑慮。

圖：新一代NANDXtend擁有更高的譯碼效率，即使在Dirty狀態也夠全力發揮效能，不影響速度

穩定韌體帶來穩定SSD效能

SSD產品優異的關鍵，除了NAND Flash及主控芯片外，更重要的是較佳的韌體搭配，才能活化加速SSD的運作。韌體穩定度，將影響SSD的整體存取穩定性。

SM2260及SM2258二款3D NAND Flash主控方案，整合了較穩定的硬件與韌體完整方案。為了確保韌體開發的穩定性，在主控產品方案上市推出時，各項韌體還必需經過嚴格測試，以確保符合各大OEM廠的設計標準。慧榮的多項韌體測試包括：

Ÿ  高溫NVMe燒入測試

Ÿ  電力循環測試及斷電回復測試

Ÿ  NVMe兼容測試

Ÿ  OS操作系統兼容測試

Ÿ  主機兼容測試

面向3D NAND市場的較佳主控解決方案

3D NAND大潮來襲，加上NVMePCIe等新標準的普及支持，將進一步推動SSD市場在未來數年的快速擴張，為SSD廠商帶來新的發展與挑戰機會。而如何采用較優異的SSD主控方案，實現低成本高效能的產品開發目標，將是面向3D NAND SSD市場的成敗關鍵所在。

慧榮的各項較新3D NAND主控解決方案，能全面支持3D MLC/TLC NAND開發設計，提供量身訂做的硬件及韌體解決方案，滿足差異化的市場需求。較新的SM2258及SM2260等多款控制芯片解決方案，已經由各大SSD開發商導入采用，相繼推出由企業到消費等級的各式較新SSD產品，協助打造從數據中心到筆電、平板的多樣客戶應用情境，并且贏得用戶較佳口碑，是市場上較值得信賴的新世代SSD主控芯片品牌。

有關慧榮科技

慧榮科技是致力于設計、開發和推廣高性能、低功耗半導體解決方案的全球IC設計領導廠商，產品主要面向移動存儲和移動通信市場的OEM廠商及其它客戶。在移動存儲市場，我們的主要產品為應用于固態存儲設備諸如SSD、eMMC和其它嵌入式閃存應用以及移動存儲產品的微控制器。在移動通信市場，我們的主要產品為手機收發器及移動電視IC解決方案。我們的產品廣泛應用于智能手機、平板電腦、以及工業和商業應用等領域。更多慧榮相關信息請訪問www.siliconmotion.com。