龙芯固态硬盘主控问世 首款全国产性能优于ARM

发布时间:2019年04月26日 13:04    发布者:eechina
关键词: 龙芯 , 固态硬盘 , ARM
来源:科工力量

日前,首款采用龙芯CPU核的国产SSD主控GK2302系列芯片问世。

GK2302系列芯片是龙芯与国科微合作的技术成果,搭载龙芯嵌入式CPU IP核,是国内首款真正实现全国产化的固态硬盘控制芯片。

固态硬盘主控芯片被境外厂商垄断

目前,中国存储主控和存储器几乎全部依赖于进口。在固态硬盘的主控芯片方面,三星、英特尔、马维尔、慧荣等境外厂商占据统治地位。

固态硬盘主控芯片厂商可以分为两类,一类是垂直整合模式,一类是水平分工模式。

垂直整合模式最好的例子就是三星,三星既做固态硬盘,又做主控芯片和闪存,而且可以全部自己完成。由于三星的固态硬盘全部采用自己的主控,且三星在闪存和固态硬盘市场上较高的市场占有率,三星的固态硬盘主控市场占有率也很高。

水平分工模式最好的例子就是马维尔,马维尔只做主控芯片,然后与西部数据、东芝、镁光等存储芯片大厂,或者建兴这类固态硬盘厂商合作,向这些厂商提供主控芯片。慧荣采用与马维尔类似的水平分工模式,不过,慧荣的主控芯片主要用在固态硬盘厂商定位偏中低端的产品上。

英特尔则同时采用了水平分工模式和垂直分工模式。在利润相对较高的企业级固态硬盘市场,英特尔全部使用自己的主控芯片。在消费级市场上,出于降低成本的考虑,英特尔采用了慧荣的主控芯片。

可以说,三星、英特尔、马维尔、慧荣等几大基本垄断了市场。

SSD主控有望成为国产芯片的一个突破口

虽然机械硬盘的市场占有率依然很大,但固态硬盘替换机械硬盘已经是大势所趋。因为固态硬盘在性能和体验上明显优于机械硬盘。唯一的缺点价格偏高。

然而,随着长江存储等国内企业产能进一步扩大,NAND的价格会越来越便宜,这会拉低固态硬盘的价格,进而引发民用PC市场发生固态硬盘对机械硬盘的换代。

虽然如今全球PC销量逐年萎缩,已经成为红海,但PC的存量异常巨大,很多2011年后的电脑,换一个SSD,就可以立马复活(日常办公上网影音而言,不玩3A游戏),这会使SSD有可能成为一个市场突破口。同时,SSD主控芯片恰恰对生态要求远不及PC那么高,自主CPU只要性能功耗满足要求,完全也可以用起来。可以说,未来SSD市场,是自主CPU和国产NAND的一个机会。

而本次龙芯和国科微的合作,就是着眼于这一点。从一些行业应用为突破口推广国产芯片。

龙芯助力开发真正自主SSD主控

目前,市面上的SSD虽然有一些品牌是国产的,比如联想的SSD,但NAND和SSD主控芯片都并非中国大陆厂商提供。比如NAND来自三星、SK海力士、东芝、闪迪、镁光,SSD主控来自马维尔、慧荣。而这些主控芯片大多采用ARM等国外公司的CPU核。

即便是近几年大陆厂商推出的一些SSD主控,也大多没有采用自主CPU核。比如华为的SSD主控,就采用ARM的公版CPU核。国科微此前的GK2301用的也是ARM的公版CPU核。忆芯科技的STAR1000P的关键IP源自美国Synopsys公司,用的是ARC处理器,市场上根本就没有采用自主CPU的SSD主控芯片。

必须说明的是,由于ARM已经被证明存在漏洞,这些采用了ARM的内核固态硬盘主控芯片在安全上是存疑的。网传银监会就对慧荣主控芯片的安全性进行过排查。恰恰国内不少公司,都在把这种固态硬盘往政府、通信、金融、甚至国防领域推,这种做法是非常值得商榷的。

作为首个全国产的固态硬盘控制芯片,GK2302系列重新定义了国产化的4个标准:

第一,搭载自主研发的嵌入式CPU IP核;

第二,从芯片设计到流片再到生产封装等各个环节全部在国内完成;

第三,与国产整机品牌实现全面适配;

第四,集成国密加解密算法,安全可信。

可以说,GK2302将成为推动国家网络信息安全建设的一项标志性成果,开启存储国产化的新里程。

龙芯主控性能优于ARM主控

龙芯提供给国科微的CPU核是GS132e,32位,单发射,4级流水线,芯片面积0.07平方毫米,主频480Mhz。

根据采用龙芯GS132e的GK2302与采用ARM CPU核的GK2301的对比测试显示,龙芯主控在性能、功耗方面都处于优势:

CPU性能提升15%;

功耗降低6.5%;

全盘性能提升18.4%。

而且GK2302系列芯片采用高速SATA 6Gbps接口与主机通讯,单芯片容量最大支持4TB,读写速度达到500MB/s,性能指标达到国际先进水平。

本次龙芯与国科微的战略合作,充分展现了龙芯中科在生态建设上从IP到整个芯片的强大支撑能力,是龙芯分步走战略——先从装备、党政市场建立根据地,然后进入行业应用,最后进入消费市场发展战略的具体体现。是龙芯国产自主CPU进一步被市场认可的证明,再一次验证了龙芯长期坚持的国产自主创新道路的正确性。

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期待全自主固态硬盘

SSD最关键的硬件就是两个部分,一个是SSD主控芯片,另一个是NAND。

目前,龙芯已经联合国科微实现了SSD主控芯片的自主化。同时,紫光麾下的长江存储也正在着力实现NAND的国产化替代。而且据说是即将量产64层NAND。

如果将两者结合,而且能把成本控制的非常好,那么,中国消费者就有望买到廉价的纯自主的国产固态硬盘。当那一天到来时,三星等韩国企业肆意操纵存储产品价格的时代将一去不复返了。
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bijinyi 发表于 2019-5-16 17:17:06
学习了
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