解析7大固态硬盘主控 想要买SSD固态硬盘的可以先看看这个

技术资料 思维GHSOT站长 2年前 (2017-12-03) 629次浏览 0个评论 扫描二维码

SSD动辄 500-600MB/秒的神奇读写速度,来源于主控和闪存的巧妙结合。其中主控是 SSD 最重要的部件,它相当于汽车的发动机,核心作用毋庸置疑。在传统硬盘领域,磁盘控制器主要由 Marvell、三星、LSI(SandForce)等三巨头生产。

    而在 SSD 领域,玩家对 SSD 性能的极致追求,推动厂家不计成本设计超强性能的 CPU 级别主控;低价格是加速 SSD 销售的灵丹妙药,厂家在性能和价格之间 如何取舍?性能差异化催生多样化的 SSD 主控,衍生出多个品牌主控,本文将为大家呈现七款主流 SSD 主控的精彩解析和点评。

强劲的 SSD 发动机!点评七大 SSD 主控芯片
奔腾的 SSD 发动机!解析 7 大固态硬盘主控

    和去年六款主控相比,今年表面上仅增加一家。实际上去年的六款主控,仅有三款经典主控延续至今,多达四款主控为新产品,它们或为性能更强的改进型号,或为初出茅庐的“潜力股”。

破车变跑车 三星 840Pro SSD 重磅首测
SSD 如同跑车的发动机,输出澎湃动力

    临近年底,明年 SSD 主控是否推陈出新,答案是肯定的。憋了两年未果的 SandForce 蠢蠢欲动,大有卷土重来之势。SandForce SF-2281 这位充满争议的老将,命运何去何从?下面我们将结合新老主控做精彩的分析和点评。

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Samsung MEX 主控:三核频率提速

    说起三星S4、Note3 手机,网友们如数家珍。殊路同归,这些手机的处理器和SSD主控一脉相承。四核、八核处理器在手机方兴未艾,三星将多核技术应用在 SSD 主控,历经 27nm、21nm、19nm 三个阶段,将 SSD 做得风生水起,夺下市场占有率第一的宝座。

    新一代840 EVO SSD 如何做到比上代 840 系 SSD 更强的性能,并且价格更为喜人。今天我们将为大家解析它成功的最重要原因--MEX 三核主控:

巅峰性能爆发 三星 840 EVO 1TB SSD 首测
“主控、闪存、缓存、固件”自主方案

    主控的升级换代,取决于闪存的制造工艺更新。上一代三星 SSD 采用 21nm 闪存,新一代则采用 10nm 级闪存。闪存颗粒的制造工艺更新,背后牺牲的却是性能。MEX 主控如何匹配新闪存,提升 SSD 性能成了大难题。

    ■三核心 ARM Cortex-R4 主控

巅峰性能爆发 三星 840 EVO 1TB SSD 首测
三星 S4LN045X01-8030(MEX)主控芯片

    为了弥补闪存在制造工艺提高,同时带来的性能下降,三星在成熟的 MDX 主控方案进一步改良,制造 MEX 主控。它内建三个 ARM Cortex-R4 核心,其工作频率从上代主控的 300MHz 提升至 400MHz。

    ■针对 840 和 EVO 的不同固件支持

    MDX 和 MEX 硬件参数上的不同,意味着 840 EVO SSD 需要升级的 原有固件(Upgraded firmware)。同时它为了匹配 10nm 级闪存,设计最新的、更先进的信号处理算法 (latest generation Advanced Signal Processing)。

     三星 MEX 主控特性:

    1、改善 10nm 级闪存的性能衰退特性,增强性能;

    2、缓存从上代的 512MB 提高到1GB,增强稳定/可靠性;

    3、优化算法,支持独特的 TurboWrite 缓存技术。

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三星 840 EVO SSD 性能示意图

    点评:上代采用 21nm 闪存的 840 系 SSD 退出历史舞台,新一代 840 EVO SSD 暂露头脚。10nm 级闪存给 840 EVO SSD 带来更实惠的价格,MEX 主控力挽狂澜,焕发 840 EVO SSD 的强悍性能。

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Marvell 主控:浦科特 M5P 一战成名

    Marvell 主控的普及程度仅次于领头羊三星,不但采用的SSD厂家乐此不疲,消费者对它更是推崇备至。当我们罗列这些厂家--浦科特闪迪美光,颇有高端大气上档次的感觉,其中数浦科特、闪迪为 Marvell 主控阵营的集大成者。

奔腾的 SSD 发动机!点评 7 大固态硬盘主控
浦科特M5P SSD

    美光 M4 SSD 成就 Marvell 主控威名,浦科特 M5P SSD 凭借 Marvell 88SS9187 主控一战成名,它在闪迪至尊极速II SSD 达到巅峰。下面我们将介绍具有重要 SSD 历史作用的 Marvell 88SS9187 主控:

■Marvell 88SS9187 主控解析

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Marvell 88SS9187 主控

    Marvell 88SS9187 主控采用 ARM 架构,“大双核”设计,其核心型号为 Marvell 88FR102 V5 CPU,具有强悍的单核运算能力。同时支持最大1GB DDR3的独立缓存,用于存放映射表。

■具有较强的固件编写空间

    Marvell 88SS9187 主控具有较强的固件编程特性,便于 SSD 厂家自行编写固件与闪存匹配,发挥主控和闪存的潜能。令人遗憾的是,Marvell 并不向 SSD 厂家提供固件,这无疑提高 Marvell 的准入门槛。

■带宽速度提升 20%、支持 4CE

    9187 主控拥有 8 条闪存通道,每条闪存通道的带宽从 9174 主控的 166MB/秒增加到 200MB/秒,每个通道硬件支持 4CE。此外,每个通道靠外部解码器和内部编码模式可以扩展支持最大 16CE。

   Marvell 88SS9187 主控特性:

1、高速读写,10 万级别 I/O 写入次数;

   2、可塑性强,准入门槛高,卓越品质;

   3、高性能持续输出、长久不衰退。

    点评:Marvell 88SS9174 主控让美光 M4 SSD 纵横二年有余,至今余威不减。Marvell 88SS9187 是最早出来的三代 SSD 主控,这次它不再只有浦科特 M5P,还有悍将--闪迪至尊极速 II,追求高性价比的美光 M500 SSD。

    Marvell 88SS9187 主控覆盖高端到入门级别 SSD,也许明年我们依然会看到这款主控的身影,它就是经典。

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SF 主控:来年洗冤 追求从未改变

    2011 年 LSI SandForce SF2000 系列主控集体爆发 BSOD(蓝屏死机)、掉盘等故障,更将出货量最多的 SF-2281 主控推到风口浪尖上,直到 2011 年 10 月 SandForce 发布 3.3.2 固件后得以平息,故障门事件让 SF-2000 系列主控名誉扫地,造成SSD厂家陆续叛逃 SandForce 主控阵营。

SF 主控性能掉渣 比窦儿还冤?

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SF-2281 主控

    曾经市场占有率最高的 SF-2281 主控,如今已经退居第三。它至今仍是低价 SSD 的代名词,厂家为了降低 SSD 成本,采用性能减半的 ONFI 异步闪存与之搭配,结果遭致买家口诛笔伐,SF-2281 主控一时间成为低能的代名词。

    SF2000 系列作为压缩型主控的代表,它在压缩型测试软件、非压缩型测试软件的成绩表现有天壤之别,其性能倍受用户质疑。但是它在企业级领域、视频压缩应用领域却风光无限,英特尔是 SF-2000 系列主控的最大主顾。

■如何正确认识 SF2000 系列主控

    SandForce 主控制器的优势在于其可以在不经过主机的指令,在后台智能的移动物理地址上的数据到其他位置,来防止读取数据产生的干扰,提升数据的保存期,最佳化数据的垃圾回收效率。

小细节看深度 固态硬盘操作中的易错点  小细节看深度 固态硬盘操作中的易错点  小细节看深度 固态硬盘操作中的易错点
同产品不同容量 SF-2281 主控产品数据相同?

    SandForce 的内在核心技术 DuraClass 中的 DuraWrite 机制,它通过特有的运算方法,来减 少闪存内部的写入数据量,如果主机请求需要 10GB 的写入量,而实际上 Sandforce 主控只提供了 5GB 的压缩数据,变向来看,等于提高了一倍的速 度。

    所以这样的运算方式正好迎合了 ATTO 测试软件的原理,但在其他软件商,SandForce 主控 SSD 的表现差 强人意,不能说让其在 AS SSD 中的测试数据翻倍就是正确的数据,但实际上,很多 SandForce 主控 SSD 在测试中的表现也仅有实际速率一半的表 现,甚至不足一半。

    SF2000 系列主控特性

    1.压缩算法配合 ONFI 同步闪存的性能表现出色。

    2.稳定的性能表现,在入门级市场的话语权逐渐减弱。

    3.成本低,主控、芯片、固件打包出售。

    编辑点评:SandForce 主控的独特算法,以耐久度为先,随机性能为辅,它在测试阶段表现并不出色,但实际上它独有的运算方法能够为闪存节约更多的写入量,从而提高使用寿命。

    SandForce 追求性能的目标从未改变,它曾推出提高 15%性能的 SF-2281 VD2 版本改进型芯片,无奈市场接受度低。痛定思痛,SandForce 打造 PCIe、SATA 6Gbps 两种接口合二为一的全新产品--SF3700 系列主控。

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Indilinx 主控:CPU 级别 RISC 架构

    SSD主控长期处于 ARM 架构主导之下,ARM 处理器广泛应用于手机上,它是一款简单处理器,易于开发,处理硬盘数据得心应手,因而在 SSD 上如鱼得水。如何进一步提高 SSD 的性能,OCZ采用独特的 RISC 架构,制造 CPU 级别主控。

    OCZ Vertex450对比Vertex4的最大不同就是采用了 Indilinx  Barefoot3 系列的全新主控制器,它主要配合 20nm ONFI 闪存。同归殊途,OCZ 碰到和三星同样的问题:20nm 闪存对比 25nm 闪存的性能不是增强,而是衰减。

奔腾的 SSD 发动机!点评 7 大固态硬盘主控
OCZ Vertex450 SSD

■Barefoot3 M10 主控解析

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 Indilinx Barefoot3 M10 主控

    Indilinx Barefoot3 M10 主控代号为 IDX500M10-BC,它由台积电代工生产。它基于 ARM Coretex 的双核心基础,将其中一个核心改为 OCZ Aragon 核心引擎,支持 RISC 程式语言架构,可以用最精简的程式语言撰写复杂的指令集,专门针对现今闪存的的 ECC(错误纠正)引擎的要 求,以及 OCZ 独家的闪存写入管理引擎而设计。

20nm+大脚 3 主控!OCZ Vertex450 SSD 评测
全新 Barefoot3 M10 主控制器图解

    全新 Barefoot3 M10 主控的闪存控制器部分采用 8 通道架构,支持最新的 20nm ONFI 以及 19nm Toggle 标准的闪存。

    BF3-M10 主控特点:

    1、主控架构特殊,处理效率高;

    2、充分发挥 19-25nm 闪存性能;

    3、支持 Trim、AES-256 的加密机制。

    点评:OCZ 强化 CPU 级别主控,新一代 SSD 优化持续传输性能,特别是在无关文件类型方面,不管是否有压缩无压缩,SSD 都能以最高性能持续输出,满足不同用途的客户需求。

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LAMD 主控:希捷 600 系列发扬光大

    Link A Media Devices(LAMD)涉足SSD主控生产已有 8 年历史,最近被 SK 海力士收购,此前主要给诸如东芝之类的 SSD 厂商巨头提供企业级别主控。LAMD 是较早一批进入国内的主控先驱,现在它们已在海盗船希捷SSD 中广泛应用。

    LAMD 主控受到企业级 SSD 厂家关注,在家用 SSD 领域却反应冷淡。海盗船是第一个吃螃蟹的玩家领域 SSD 厂家,它的 LAMD 主控产品在性能上没有过多的出彩表现。但是有一个厂家愣是把它从“青铜圣斗士”变成“黄金圣斗士”。

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希捷 600 系列 SSD

    LAMD 主控在希捷 600 系列 SSD 得到发扬光大,LAMD LM87800AA 主控应用在希捷首款家用级别和初阶企业级别 SSD 当中。LAMD LM87800AA 主控的固件编程操作性颇佳,有利于优秀的固件工程师发挥主控和闪存的性能,改善 SSD 的耐用性。

■LAMD LM87800AA 主控解析

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LAMD LM87800AA 主控

    代号为“Amber”的 LAMD LM87800AA 主控整合了 AES-128/256 硬件加密引擎,它基于 55nm 制造工艺的两颗 ARM966 处理器,其中一颗处理器负责闪存接口传输;另一颗处理器负责 SATA 接口传输。其性能介于 Marvell 9175 到 9187 之间。

    LM87800AA 主控支持目前主流的 SATA 6Gbps 接口,往下兼容 SATAII/I 接口。它具备 8 根闪存通道,支持 ONFI 2.2 和 Toggle DDR 1.0(每根通道的最大读写速度为 180MB/秒)。

大佬归来 希捷首款家用 SSD 火拼
希捷 600 系列 240GB SSD 读写性能

    LAMD LM87800AA 主控特性:

    1、主控性能处于中上水平;

    2、固件编程可发挥空间大;

    3、针对 1xnm 闪存会额外开启 eBoost 模式来保证耐久度。

    编辑点评:LAMD LM87800AA 主控具有两颗大“ARM”核心,配合 19nm 东芝闪存,仅配备 256MB 独立缓存,在希捷固件编写团队的群策群力下,充分挖掘主控潜力,它迸发出强悍的高端 SSD 性能。

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群联及 JMF 主控:冲击 240G/699 元

    双十一期间,小有名气的金泰克推出特价 699 元 240GB SSD,节后恢复 759 元售价。这款 SSD 并非低价低性能,低价的背后,它采用性能不俗的非压缩型主控以及最新的 19nm东芝闪存。这款 SSD 的主控出自哪个厂家?它来源自 Phison PS3108、Jmicron JMF667H 主控。

    相对于前面如雷贯耳的 SandForce、Marvell 主控,Phison、Jmicron 的主控显得默默无闻。实际上它们均为最早一批打拼的专业 SSD 主控厂家,同时也是 U 盘主控的巨头。

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双十一期间特价 699 元的 240GB SSD

■低成本之王--群联主控

    Phison 的中文名称为群联,厂家总部位于我国台湾。它在研发、生产 U 盘主控方面具有悠久的历史,即使它作为 SSD 主控的后起之秀,群联主控也经历过早期的 SATA、SATAII 两个阶段。今天我们探讨的是群联高性能主控--PS3108:

■群联 PS3108 主控解析

699 元轰炸市场 240GB SSD 绝杀机械硬盘
群联主控+东芝闪存芯片

    群联 PS3108 主控采用 ARM 架构、双核心设计,它属于“中小型”处理器,这点和 Marvell 88SS9175 比较相像。支持 Trim 功能、内建 ECC“错误检查和纠正”技术、AES 高级加密标准、NCQ 原生命令队列技术以及 S.M.A.R.T 自我监测技术。

■揭开低成本秘密

    群联主控的最大吸引力在于它低廉的售价,其秘诀在于它将主控、固件、芯片打包出售,后期售后服务较好,这对不具备固件团队的 OEM 厂家极具吸引力。

    1、性能处于中等水平;

    2、非压缩型主控,写入压缩率较高;

    3、成本低廉,整体性价比出色。

    编辑点评:圈内小有名气的 OEM 厂家建兴,将群联 PS3108 主控、东芝 19nm 闪存有效结合,制造出最低售价、主流性能、稳定可靠的 SSD。目前已有宇瞻、金泰克、海盗船推出相关代工产品。


厚积薄发:智微首款高性能主控

    Jmicron 智微是较早推出 SSD 主控的厂商之一,其产品主攻入门市场,在主控厂商当中占有一席之地。JMicron 主控的价格便宜,厂家早期将它和低价低能的 ONFI 异步闪存搭配。金士顿是 Jmicron 主控的主要客户,应用在 V100 系列 SSD。

随着闪存价格大幅下滑,Jmicron 翻身的机会来了,它不需要再去迁就低能的 ONFI 异步闪存。为此 Jmicron 制造出首款高性能主控--JMF667H。国内显卡大厂影驰率先采用这款主控打造出黑将、虎将、战将等多系列 SSD。

奔腾的 SSD 发动机!点评 7 大固态硬盘主控
小巧玲珑的 JMicron JMF667H 主控

奔腾的 SSD 发动机!点评七大主控制器
JMF667H 主控架构

    JMF667H 采用 SATA 6Gbps 接口,内置一颗 32 位的 ARM9 处理器、32KB ROM 与 192KB RAM,具备 4 条闪存通道,每通道支持 8CE。它支持 32/24/19nm Toggle DDR闪存与 25/20nm ONFI 闪存,4KB/8KB/16KB Page Size,单颗最大 512MB DDR3缓存。

    JMF667H 主控特性:

    1、制造工艺先进、功耗小;

    2:性能中等,I/0 读写能力较强;

    3:支持动态/静态均衡磨损算法。

  点评:显卡大厂影驰是 JMF667H 主控的最大用户,它较好兼容 19nm 东芝、20nm美光闪存,用户通过固件编程来调节 SSD 的性能差异化。

    这款主控同样为低价高性能 SSD 奠定牢固的硬件基础,它为 SSD 普及功不可没,先后刷新 499 元 120GB、759 元 240GB SSD 的最低报价。我们有理由相信,240GB SSD/699 元的最低零售报价近在眼前!

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展望:SF3700 登场 PCIe 或成主流

今年美光、海力士量产 16nm 闪存,不少厂家采用新工艺闪存的SSD进入测试阶段。明年 SSD 增容降价,256GB SSD 成为主流,但是 SSD 的性能和耐用性随之降低。如何提高 SSD 的性能和耐用性,也许我们能从最新的 SandForce SF3700 系列主控看出一些端倪。

■强势崛起 SF3700 明年上市

    本月中旬 LSI 发布了新一代主控芯片 SF3700 系列主控,它的最大特色就是在单芯片上实现了 PCIe、SATA 6Gbps 两种接口,并且性能大幅提升。目前 LSI 已对外展示采用 SF3700 系列主控的公版 SSD,我们最早能在明年 1 月初举行的 2014 美国 CES 展会见到它的身影。

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LSI SandForce SF3700 系列主控

    性能方面,搭配 SF3700 系列主控以及 256GB MLC 闪存的 PCIe SSD,它的持续读写速度能达到 1800MB/秒;它的 4K 随机读写次数更是达到惊人的 150K/81K IOPS。

同等配置、SATA 6Gbps 接口的 SSD,它的持续读写速度分别为 550MB/秒、502MB/秒;它的 4K 随机读写次数也有不小的进步,分别达到 94K/46K IOPS。

启示:升级主控 不如变更接口

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PCIe SSD 与 mSATA 接口对比

    SandForce SF3700 系列主控在 SATA 6Gbps 接口下,其性能虽有改善,却不如现役的高端 SSD 主控。采用同样 SF3700 系列主控和闪存的 SSD 在 PCIe 接口下,其性能得到翻倍不止的提高。

我们从前面七款 SSD 主控分析,SSD 厂家为了提高主控的性能,主要从改变主控的架构、提高频率着手。这种或大动干戈、或谨慎改良的办法,远不如更换接口来的实际。也许 PCIe 接口将从 SF3700 系列主控迎来转机,明年成为主流。

总结

    作为文章的收尾,我们希望能够给读者朋友提供一些基本的建议。我们将陆续对 SSD 的基础知识、深度技术进行解析,请网友更多关注我们的评测文章和补充固态硬盘知识。下面我们将用一句话点评本文七大主控:

    1.Sandforce SF-2281:沉冤待雪,廉颇老矣,长江后浪推前浪。

    2.Marvell 88SS9187:SATA 6Gbps 接口无惧新兵,延续经典。

    3 Barefoot3 M10:CPU 级主控的性能无双,一分钱一分货。

    4.Samsung MEX:高端 SSD 性能,入门级价钱,追求性价比从未放弃。

    5.LAMD LM87800AA:主控初始性能平凡,固件挖掘的性能潜力较大。

    6.群联及 JMF 主控:低廉的价格,主流的性能,SSD 普及得靠它们。

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