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龙芯固态硬盘主控问世 首款全国产性能优于ARM

前沿科技 aheig 6个月前 (04-27) 148次浏览 0个评论

【文/ 科工力量专栏作者 铁流】

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。
龙芯固态硬盘主控问世 首款全国产性能优于 ARM

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。
龙芯固态硬盘主控问世 首款全国产性能优于 ARM
龙芯固态硬盘主控问世 首款全国产性能优于 ARM
龙芯固态硬盘主控问世 首款全国产性能优于 ARM

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。
龙芯固态硬盘主控问世 首款全国产性能优于 ARM
ΔDRAM 缓存有的 SSD 有,有的没有
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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