首款量產PCIe 5.0企業級國產主控來了！基于RISC-V架構，性能達國際一流水平

電子發燒友網報道（文/吳子鵬）9月26日，在“中國芯·存未來”2023存儲產業趨勢峰會上，專注于推進存儲技術創新發展的英韌科技宣布，旗下PCIe 5.0 SSD控制器YR S900已正式量產，系首款量產的PCIe 5.0企業級國產主控，也是全球首批量產的PCIe 5.0 SSD控制器。

根據英韌科技董事長吳子寧的介紹，英韌科技YR S900采用RISC-V架構，產品各項性能達到國際領先水平，是英韌科技第八顆量產的主控芯片。

英韌科技董事長吳子寧

英韌科技YR S900實力強勁

SSD控制器是固態硬盤里面的核心器件，被稱為固態硬盤里面的CPU，承擔著指揮、調度、運算和保護的作用。因此，一款主控芯片的好壞直接決定了固態硬盤的性能水平。

目前主流的SSD控制器架構包含與Host對接的界面(Host interface)、閃存轉換層FTL以及閃存對接界面(Flash interface)三部分，其中Host interface采用的協議包括SATA、PCIe/NVMe等，隨著大數據傳輸和存儲體量的爆炸式增長，PCIe/NVMe協議的優勢已經愈發明顯。

當前，存儲產業仍以PCIe 3.0和PCIe 4.0協議為主，不過隨著PCIe 5.0協議SSD控制器陸續面世，產業已經來到了PCIe 5.0協議爆發的前夜。

作為國內首顆、全球首批量產的PCIe 5.0企業級主控，英韌科技YR S900將SSD控制器帶到了一個全新的性能水平。根據吳子寧的介紹，YR S900采用4通道PCIe 5.0接口，支持NVMe 2.0，充分發揮PCIe 5.0的帶寬優勢：
·順序讀取速度高達14GB/s
·順序寫入速度高達12GB/s
·4K隨機讀速度可達3.5M IOPs
·4K隨機寫速度可達2.5M IOPs


這是一個巨大的性能飛躍，目前支持PCIe 4.0協議的SSD控制器最大順序讀取速度基本在7.5GB/s左右，最大順序寫入速度基本在6.5GB/s左右，英韌科技YR S900帶來了近乎翻倍的性能提升。這里需要特別指出的是，4通道PCIe 5.0協議SSD控制器的理論峰值速度為16GB/s。

吳子寧博士指出，和同為國際首批發布的三星1743等競品相比，英韌科技YR S900無論是在順序讀寫，還是在4K隨機讀寫方面都有明顯的性能優勢。

他特別強調，除了讀寫性能有優勢以外，英韌科技YR S900在安全性和可靠性方面的優勢也很明顯?！坝㈨g科技YR S900支持多種數據加密、用戶認證等算法，以及先進的密鑰管理設計，完全適配由分布式管理任務組（DMTF）發布的安全協議和數據模塊（SPDM）中要求的認證和密鑰管理標準?！?br />
隨著英韌科技RainierPC（全球首批量產的PCIe 4.0 SSD控制器）和YR S900的發布和量產，英韌科技填補了國內在高端SSD控制器方面的空白，打破了三星等國際廠商對高端SSD控制器的壟斷局面。

同時，英韌科技是長江存儲的X-tacking NAND合作伙伴，全力支持固態硬盤全國產化方案。英韌科技YR S900高度適配長江存儲顆粒，成為國內高端存儲方案的新選擇，突破了國內企業級數據中心存儲應用領域的技術瓶頸。

采用RISC-V架構等多項創新

我們上面提到，SSD控制器被稱為是固態硬盤里面的CPU，其產品特性和我們講的傳統意義上的微控制器（MCU）很像，那么內核架構和系統設計便顯得尤為重要。

英韌科技YR S900采用RISC-V多核架構，不僅帶來了更好的控制性能和功耗水平，同時產品自身的IP安全得到了保障。RISC-V架構是在x86架構和ARM架構之外的第三大主流架構，由于沒有歷史包袱，RISC-V架構不需要實現兼顧過往ISA擴展，只需要專注于實現特定功能的增量ISA創新，因此硬件架構和系統都更加簡潔，這是英韌科技YR S900實現高性能和低功耗的關鍵所在。

英韌科技YR S900強調的IP安全主要是因為RISC-V架構具有開源開放的特性。RISC-V架構由總部位于瑞士的RISC-V國際基金會負責運營，不收取高額的授權費，任何人都可以設計、制造和銷售RISC-V芯片和相關的軟件，徹底打破了傳統國際大廠對于處理器架構的壟斷，對于***而言更是有特殊的意義。

吳子寧博士表示，RISC-V國際基金會開放中立的態度讓RISC-V架構得到了廣泛的支持。過去幾年，RISC-V市場和生態都在快速成長?！癛ISC-V架構多核多線程的性能特點對于英韌科技打造高性能的SSD控制器非常重要，在產品設計上提供了很大的便利，能夠有豐富的CPU資源供整個芯片系統去分享。另外，RISC-V架構從成立之初就致力于成為一種通用的ISA，能夠和各種資源加速器無縫對接，能夠更好地實現軟硬件結合，做到產品層面的低功耗?！?br />
“另外，英韌科技通過專用的RISC-V內核完成了數據安全加密的管控，從而提高了整個固態硬盤的數據安全特性?！眳亲訉幉┦吭诋a品介紹時講到。

從產品介紹信息中記者還發現，英韌科技YR S900為了實現低功耗還進行了一些系統級的創新，將一些特定的功能固定到芯片上，用硬件去實現，從而減少了軟件運行的負擔，降低產品運行時的功耗。

除了對RISC-V架構的巧妙運用，英韌科技YR S900芯片上的創新還包括總線加速器和自研第三代ECC糾錯引擎。

英韌科技YR S900芯片內部擁有一個創新的總線加速器，用以連接多核RISC-V CPU、NVMe引擎、閃存控制引擎、SRAM和DDR控制器及I/O。能夠看到，這個總線加速器對于SSD控制器內部的主要功能單元都進行了加速，無論是數據接入、數據緩存，還是數據最終存儲到閃存顆粒中，這也是英韌科技YR S900讀寫速度全面領先國際一線大廠的重要原因。

英韌科技YR S900采用該公司自研第三代ECC糾錯引擎，協同優化4K LDPC編解碼及數字信號處理技術，并結合一種新型的混合自適應糾錯方案，為TLC和QLC NAND提供更強的糾錯能力和更短的數據處理延遲，配合鎧俠 XL-FLASH，實測4K隨機讀延時可低至10us。

奔赴大數據爆發的星辰大海

根據IDC發布的《IDC：2025年中國將擁有全球最大的數據圈》白皮書，2018至2025年全球數據規模將增長5倍以上，從2018年的33ZB增至2025年的175ZB。得益于龐大的人口基數和物聯網產業規模，中國正在逐步成為全球首位的數據大國，預計到2025年中國大數據規模將增至48.6ZB，占全球大數據整體的27.8％，排名第一位。

存儲是指將數據或信息保存在介質中以便長時間保存并隨時可以讀取的過程，隨著數據規模爆發式增長，存儲的重要性將顯著提升。并且，存儲的重要性不僅在于數據的保存和保護，也在于數據的使用，因此打造更快速、更可靠、更安全的存儲產品是行業不變的追求。

作為固態硬盤的“大腦”，SSD控制器肩負重任。吳子寧博士指出：“我們正處于大數據行業發展的黃金時代。數據中心的三大基石為計算、存儲和傳輸，英韌科技從成立之初就扎根于存儲領域。目前，數據中心用固態硬盤成了行業發展的核心驅動力，2019年到2023年這四年間，市場規模擴大了四倍?！?br />
英韌科技的目標就是打造高效、安全、節能的SSD控制器，全力支持固態硬盤全國產化方案，解決大數據應用中的數據存儲和數據傳輸問題。英韌科技YR S900是一顆面向數據中心應用的主控芯片，此外英韌科技的產品還能夠支持云計算、無人駕駛等廣泛應用?？梢哉f，產業的黃金時代，就是英韌科技發展的黃金時代。

面向未來，吳子寧博士表示：“在滿足我國新時期數字經濟高質量發展的大前提下，英韌科技的發展愿景是‘立足中國、放眼世界’，產品同時銷售至國際、國內主流市場?！?br />