奔腾的SSD发动机！解析7大固态硬盘主控

    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。

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”。

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。

    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：

“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

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。

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。

    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。

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

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。

    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？

    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。

  
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。

    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。

OCZ Vertex450 SSD

■Barefoot3 M10主控解析

 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。

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。

    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”。

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

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）。

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。

    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。

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

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。

小巧玲珑的JMicron JMF667H主控

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！

    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。

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

    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。

临近岁末，盘点主流的7款SSD主控。今年我们难看到低性能的ONFI闪存，这给知名度较小的主控崛起的机会，诸如群联、智微等厂家推出低价格、主流性能的主控一揽子方案。如果用户追求更高的性能，需要买性能更优秀主控的SSD，价格也更高。