首個原生 PCIe to SATA 主控制器技術現身
目前愈來愈多的雲端計算以及網路運算應用呈現爆炸性的成長,亦浮現了一個重大的傳統硬碟 I/O 頻寬問題,這些頻寬的負荷遠遠超過傳統硬碟所能承載的 I/O。相信大家都知道現在 SATA 3.0 也就是SATA 6Gp/s 才推出不到兩年,但是很快的就面臨了傳輸頻寬碰到頂的事實,這麼快就達到 SATA 3.0 的頂要。
拜現在 SSD 的技術突飛猛進的關係,最近便有研發團隊 Marvell 採用現成的超大頻寬界面,也就是 PCI-Express,輕鬆就可以突破 SATA 可能 4.0 還無法達到境界,但是這原本是各管各的晶片組,會佔去硬體 Layout 很多不必要的位置與佈線,還要面對轉換之後的效能衰減等等問題,因此 Marvell 決定把這兩個天差地遠的界面合併,也就是下一代的原生 PCI-Express + SATA 控制器- 88NV9145。
作為全球第一顆原生 PCIe to NAND 控制器,88NV9145 可支援 PCIe 2.0 x1 介面,採用 ARM 架構設計的主控制器,外接 DDR 或者 DDR2 緩衝記憶體,四通道設計。最具特色的功能就是它超低延遲的 PCIe 轉換開關,因此在硬體設計上,我們可以把兩顆 88NV9145 透過類似 RAID 0 的概念組合成一個超強性能的原生 PCIe SSD,如果是把它設計成模組化的話,更可以搖身一變成為可彈性追加容量與性能延伸子卡,不論是在成本、效能、容量上面都不同於以往的 SSD 概念
88NV9145 主要規格
PCIe
1. PCIe x Gen 2.0 x1 (5Gbps)
2. 支援多工切換
3. 功能0 – AHCI
4. 功能1 – Marvell NAND HCI
5. 功能2 – NVMHCI
6. 支援訊息驅動中斷功能(MSI)
7. 完整電源管理功能
NAND Flash
1. 8-位元 NAND 資料介面可支援 SLC, MLC 以及 TLC NAND flash
2. 支援 4 通道 NAND flash,以及每通道最大可選擇支援 4 個晶片
3. 支援 ONFI 2.2 最大可達模式 5 (100MHz) 提供 ONFI 同步模式(每通道可達 200MB/s)
4. 支援 ONFI 以及 Toggle mode NAND
4. 完整 ECC 資料保護
OS 驅動
1. 提供 Linux 參考驅動
2. 內建 AHCI 驅動
3. 非揮發性記憶體控制器介面(NVMHCI)
其他規格
1. 完整 DMA 引擎
2. 改良型 ECC 引擎
3. 完整內建平均抹寫演算法 wear leveling algorithm
4. 彈性可調整程序優化模式,可有效優化效能
處理器
1. 嵌入式 Marvell Feroceon 88FR321 V5TE 處理器核心(相容於 ARM946)
2. 完整 ITCM 以及 DTCM
3. 完整 32 位元 16 路寫入緩衝器
4. 支援 JTAG 介面
外部介面
1. 支援 DDR/DDR2 緩衝記憶體
2. 支援外部 SPI 快閃記憶體
3. 完整 UART 驅動註冊器
4. 8 位元 GPIO
5. JTAG 介面
RAID 陣列
1. 提供 Linux 下陣列驅動管理員功能
2. 提供複數 88NV9145 合併成為單顆陣列磁碟,並且針對跨模組的 88SNV9145 晶片進行效能優化
最大快閃記憶體容量
1. 每個模組最大可支援 64GB SLC NAND Flash
2. 每個模組最大可支援 128GB MLC NAND Flash
IOPS 效能
1. 在 4K 隨機讀取項目下每個模組可達 93K IOPS
2. 在 4K 隨機寫入項目下每個模組可達 70K IOPS
延遲
1. 低於 .50 毫秒的反應時間
封裝與功耗
1. 289 針腳的 TFGA 封裝
2. 預估電源功耗小於 0.8W