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技术革新日新月异：3D NAND及PCIe NVMe SSD晋升巿场主流
前言：
慧荣科技全新主控解决方案为新生代SSD产品开发设计保驾护航
以相同的成本，却能达到倍增的容量，各家内存大厂对3D NAND创新技术的强力投入，预告了2017年将成为3D NAND固态硬盘（SSD）爆发成长的起点。加上Intel制定的Non-Volatile Memory Express（NVMe；非挥发性内存高速规格）超高传输接口的普及登场。容量更大、价格更低、寿命更长、速度更快，新世代SSD产品的卓越价格性能比，预期将大幅拉近与传统硬盘市场的规模差距，两种储存装置已逐渐接近黄金交叉点，高速大容量SSD将成为各式系统设备及消费者的优先选择。
3D NAND带动SSD市场爆炸性成长
根据研究机构Research and Markets公司，在九月底发表的调查报告指出：2016到2020年，PCIe SSD市场年均复合成长率（CAGR）将高达33.24%。市场大幅成长的关键原因之一，就是三星、美光、英特尔及东芝等大厂，对3D NAND投入总额高达180亿美元的生产研发经费。其中英特尔更计划在2015年，于中国市场投入5.5亿美元设立3D NAND厂房。主要大厂对3D NADN技术的持续加码，将能快速扩大预测期间的全球SSD市场规模。
再加上，英特尔领导制定的NVMe接口标准，得到各系统大厂的支持及导入，更让PCIe SSD产品呈现出全新的高速传输风貌。NVMe能透过高带宽、低延迟的PCIe总线传输信道，跨越SATA的6Gb/s及SAS的12Gb/s的传输带宽限制，大幅提升读写效能。NVMe PCIe SSD预估将成为主流，取代SATA/SAS SSD，同样将带动SSD市场需求。
主控技术是效能关键所在
面对3D NAND技术持续创新，以及NVMe接口标准的演进效能，SSD厂商需要更先进的控制芯片与韧体解决方案，才能开发设计出使用寿命、速度、稳定及可靠性更高的SSD产品。
全球领导IC设计公司慧荣科技（Silicon Motion Technology），日前就推出了两款专为3D TLC NAND及NVMe PCIe SSD技术设计的新一代控制芯片解决方案 － SM2258及SM2260。
6月份推出的SM2258，支持主流2D/3D TLC NAND及SATA接口；8月份发表的SM2260，则是遵循NVMe PCIe标准，支持3D MLC/TLC的SSD控制芯片。全面迎向爆发成长的3D NAND SSD市场，再加上慧荣最完整的韧体解决方案，可针对不同的NAND Flash进行量身订制，将能够协助SSD厂商，开发出最具竞争力的3D NAND SSD产品，领先推出市场抢得先机。
SM2258及SM2260提供慧荣独到Turn-Key式完整解决方案，包含完整的硬件及韧体技术，能够带来更大的容量、同类产品最佳效能、超低功耗、更长的使用寿命及卓越的数据稳定度。在展示中，SM2260的8通道设计，最高可支持2TB容量；搭配3D NAND的NVMe PCIe高速传输效能，读取及写入速率更分别可达到2370MB/1039MB惊人数字。
两款控制器都采用了慧荣兼具LDCP及RAID Data Recover功能的NANDXtend™ 三维解错修正技术。可大幅提高SSD的P/E Cycle达3倍以上，有效延长SSD使用寿命，并且提供更高效率的数据纠错与校准能力，带来最稳定的数据完整性。
先进纠错技术大幅提升SSD寿命及效能
新的3D堆栈与三层式储存（TLC）设计架构，让NAND Flash芯片容量密度激增、成本下滑。但也因此，SSD主控的纠错修正技术就显得更加重要，特别是在3D NAND更复杂的架构下，需要高效率的纠错修正技术，才可以确保SSD的稳定度，并且也能同时提升SSD寿命及效能。
图：相较于传统BCH ECC算法，LDPC拥有更高的解错效能，同时使用功率更低。
慧荣最具实力的NANDXtend三维解错修正技术，是为先进SSD产品所独家开发的先进韧体技术，结合LDPC（低密度奇偶修正码）及RAID Data Recover修正技术，能高速平行译码并精准修正错误。最新一代NANDXtend技术，更特别增强了电力效率，在SSD大量纠错修正解碼时，不会消耗更多的电力；并且还能加强解碼及纠错效率、缩短解碼及纠错时间，提供更快的SSD运行效能。
图：最新NANDXtend技术，可以提高20%的电力效能、40%的解碼效率、25%的软解碼校正能力、以及2倍的硬解碼校正效能。
SSD在全新使用状态下，因为NAND Flash的抹写次数较少，因此还不太需要启动纠错修正机制。但随着长时间使用后的抹写次数增加，将需要启动纠错修正机制，以确保数据的读写正确性 － SSD使用时间越长，需要越多的纠错修正机制，因此将会影响到SSD速度。而最新一代NANDXtend技术，大幅强化了纠错修正效能，能以更快的速度进行译码修正。让SSD即使在长期使用Dirty状态下，也不会有掉速的疑虑。
图：新一代NANDXtend拥有更高的译码效率，即使在Dirty状态也够全力发挥效能，不影响速度
稳定韧体带来稳定SSD效能
SSD产品优异的关键，除了NAND Flash及主控芯片外，更重要的是最佳的韧体搭配，才能活化加速SSD的运作。韧体稳定度，将影响SSD的整体存取稳定性。
SM2260及SM2258二款3D NAND Flash主控方案，整合了最稳定的硬件与韧体完整方案。为了确保韧体开发的稳定性，在主控产品方案上市推出时，各项韧体还必需经过严格测试，以确保符合各大OEM厂的设计标准。慧荣的多项韧体测试包括：
高温NVMe烧入测试
电力循环测试及断电回复测试
NVMe兼容测试
OS操作系统兼容测试
主机兼容测试
面向3D NAND市场的最佳主控解决方案
3D NAND大潮来袭，加上NVMe PCIe等新标准的普及支持，将进一步推动SSD市场在未来数年的快速扩张，为SSD厂商带来新的发展与挑战机会。而如何采用最优异的SSD主控方案，实现低成本高效能的产品开发目标，将是面向3D NAND SSD市场的成败关键所在。
慧荣的各项最新3D NAND主控解决方案，能全面支持3D MLC/TLC NAND开发设计，提供量身订做的硬件及韧体解决方案，满足差异化的市场需求。最新的SM2258及SM2260等多款控制芯片解决方案，已经由各大SSD开发商导入采用，相继推出由企业到消费等级的各式最新SSD产品，协助打造从数据中心到笔电、平板的多样客户应用情境，并且赢得用户最佳口碑，是市场上最值得信赖的新世代SSD主控芯片品牌。
有关慧荣科技
慧荣科技是致力于设计、开发和推广高性能、低功耗半导体解决方案的全球IC设计领导厂商，产品主要面向移动存储和移动通信市场的OEM厂商及其它客户。在移动存储市场，我们的主要产品为应用于固态存储设备诸如SSD、eMMC和其它嵌入式闪存应用以及移动存储产品的微控制器。在移动通信市场，我们的主要产品为手机收发器及移动电视IC解决方案。我们的产品广泛应用于智能手机、平板电脑、以及工业和商业应用等领域。更多慧荣相关信息请访问www.siliconmotion.com。
