內(nèi)存控制器的未來與它們控制的內(nèi)存有著不可逆轉(zhuǎn)的聯(lián)系。同樣，它們受摩爾定律的約束。雖然存儲(chǔ)類存儲(chǔ)器 (SCM) 可能會(huì)因新架構(gòu)而獲得關(guān)注，但存儲(chǔ)器控制器市場(chǎng)仍然很大程度上受 NAND 閃存的支配。

“每個(gè)人都習(xí)慣了閃存的密度每?jī)赡曜笥曳环麄儧]有考慮到控制器以類似的速度變得越來越復(fù)雜的事實(shí)，”O(jiān)bjective Analysis 的首席分析師 Jim Handy 說。這使他們能夠從 SLC、MLC、TLC 到 QLC，同時(shí)變得更快、穿得更好并添加功能。“我經(jīng)常打趣說，控制器變得如此之快，以至于你很快就能將控制器連接到一個(gè)完全沒有功能的閃存芯片上，并且仍然能夠提取出好的數(shù)據(jù)。”

Marvell 的全新 Bravera SC5 控制器系列包括性能安全功能，可應(yīng)對(duì)云數(shù)據(jù)中心 SSD 不斷增長(zhǎng)的工作負(fù)載。（由馬維爾提供）

Handy 表示，即使新興的內(nèi)存或 SCM 能夠獲得牽引力，內(nèi)存控制器市場(chǎng)也非常依賴閃存設(shè)備，甚至不依賴于 SSD。“從單位體積的角度來看，出貨的控制器數(shù)量最多的是閃存卡——比如 microSD 卡。”

與此同時(shí)，他說，與 NAND 相比，新興存儲(chǔ)器在糾錯(cuò)碼 (ECC) 和錯(cuò)誤均衡等功能方面通常需要很少的控制器。諸如 Optane 之類的 3D Xpoint 內(nèi)存甚至內(nèi)置了調(diào)平功能。“與閃存相比，管理新興記憶是輕而易舉的事。”

Handy 說，任何新興的內(nèi)存控制器的制造都將相當(dāng)簡(jiǎn)單，而閃存卡設(shè)備中的控制器幾乎不需要任何接近 SSD 控制器的復(fù)雜性。更少的復(fù)雜性意味著更少的成本。

低端 SSD 控制器可能需要 1 美元，而高端 SSD 控制器可能需要 75 美元或 100 美元。” 他說，控制器正在追隨曾經(jīng)價(jià)值數(shù)百美元的袖珍計(jì)算器的腳步。在過去的幾十年里，四功能計(jì)算器的功能沒有改變，而且由于其中的芯片越來越小，越來越便宜，十年前人們開始免費(fèi)贈(zèng)送計(jì)算器。

Handy 表示，如果不添加新功能或者客戶對(duì)去年或過去十年可用的相同功能感到滿意，這就是控制器的存儲(chǔ)空間。“它們要么變得更加復(fù)雜，增加了很多功能，要么變得更便宜。” 對(duì)于制造自己的控制器的公司來說，降低控制器開發(fā)成本是有好處的，但對(duì)于制造控制器的公司來說，添加諸如日益復(fù)雜的 ECC 等功能可以防止他們的產(chǎn)品成為低價(jià)管道。

然而，Onufryk 說，這是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的業(yè)務(wù)，因?yàn)槌笠?guī)模生產(chǎn)商只有這么多，而 NAND 和 SSD 制造商的路線圖也在不斷變化——他們可能希望使用商用控制器的地方可能會(huì)發(fā)生變化。“市場(chǎng)不穩(wěn)定。” 他說，它還需要在固件、媒體和 ECC 方面的大量專業(yè)知識(shí)，因此很難想象一家初創(chuàng)公司想要進(jìn)入控制器業(yè)務(wù)，或者一家成熟的供應(yīng)商想要開發(fā)控制器產(chǎn)品。

Marvell 是專注于功能的商戶控制器公司之一。其內(nèi)存控制器客戶包括 Kioxia America 和 SK Hynix。Marvell 的全新 Bravera SC5 控制器系列包括可應(yīng)對(duì)云數(shù)據(jù)中心中 SSD 不斷增長(zhǎng)的工作負(fù)載的功能，包括對(duì)符合 FIPS 的安全信任根、AES 256 位加密和多密鑰撤銷功能的需求。它們還支持 PCIe 5.0 和 NVMe 1.4b。

Microchip 為高可靠性、高性能 PCIe Gen 4 SSD 提供 Flashtec NVMe 控制器，并為已投資 SATA 和 SAS 的客戶提供支持。（由微芯片提供）

Marvell 閃存業(yè)務(wù)部營(yíng)銷副總裁 Thad Omura 表示，當(dāng)今的內(nèi)存控制器還必須能夠響應(yīng)外形尺寸變化、NAND 類型，并滿足嚴(yán)格的物理、散熱和信號(hào)完整性要求。Bravera SC5 控制器系列具有高度可定制性，可滿足隨著工作負(fù)載不斷發(fā)展所需的各種云存儲(chǔ)選項(xiàng)，這意味著 Microsoft Azure Facebook 等云計(jì)算超大規(guī)模廠商與 SSD 制造商的客戶一樣多。“這一切都是為了滿足他們的要求，以適應(yīng)他們苛刻的云和超大規(guī)模基礎(chǔ)設(shè)施。”

Omura 表示，閃存存儲(chǔ)在存儲(chǔ)和計(jì)算這兩個(gè)主要類別中正以非常健康的速度增長(zhǎng)。Marvell 支持所有必要的協(xié)議。然而，超大規(guī)模的目標(biāo)之一是減少他們的驅(qū)動(dòng)器庫存，以便他們可以將基本相同的硬件用于不同的應(yīng)用程序。他說，為云和數(shù)據(jù)中心 SSD 推出的大多數(shù)產(chǎn)品都專注于存儲(chǔ)或計(jì)算。“我們可以啟用相同的硬件來解決這兩個(gè)問題。”

另一個(gè)要求是增加 ECC 功能，因?yàn)殡S著 NAND 制造商推動(dòng)更高的容量，下一代 NAND 在某些方面不太可靠。控制器必須適應(yīng)的其他特性包括更好的電源性能和熱性能，以及新興的外形尺寸，例如 EDSFF E1.S，它在超大規(guī)模客戶中很受歡迎，因?yàn)樗麄儾辉購氖澜绺鞯氐拇鳡栙徺I完整的服務(wù)器，轉(zhuǎn)而支持自己建造，大村說。他們甚至開始構(gòu)建自己的 SSD，Marvell 通過直接向他們銷售芯片來支持這一點(diǎn)，并有助于簡(jiǎn)化所有部件的兼容性，無論他們選擇何種外形尺寸。

一些 NAND 供應(yīng)商自己制造所有控制器，而另一些則自己制造一些但轉(zhuǎn)向第三方。Omura 表示，當(dāng)他們沒有資源在內(nèi)部開發(fā)解決方案時(shí)，他們可能會(huì)優(yōu)化部分路線圖并尋找像 Marvell 這樣的公司。

Handy 說，開發(fā)控制器也有最低成本，而且隨著控制器變得越來越復(fù)雜，成本也會(huì)越來越高。一家公司無法承擔(dān)為其運(yùn)送的每種不同 SSD 開發(fā)自己的控制器的成本，因此它選擇從向兩個(gè)客戶銷售控制器的供應(yīng)商處購買一個(gè)。“他們可以支付這兩家公司 SSD 的開發(fā)成本。”

Microchip 是另一家為 NAND 供應(yīng)商提供 SSD 控制器的供應(yīng)商，這些供應(yīng)商可能擁有自己的產(chǎn)品，但也希望使用 Microchip 的商業(yè)控制器來補(bǔ)充它們。該公司數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)部門的主管 Mark Orthodoxou 表示，它還可以幫助那些希望構(gòu)建更多自己的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)基礎(chǔ)設(shè)施以滿足其定制需求或降低成本的公司，例如超大規(guī)模企業(yè)。“我們當(dāng)然與 SSD 供應(yīng)商有很多業(yè)務(wù)，因?yàn)槭聦?shí)證明，構(gòu)建 SSD 控制器實(shí)際上非常非常困難。” 他說，這導(dǎo)致一些公司在自己的實(shí)施中出現(xiàn)失誤。“在其他情況下，他們只是沒有能力支持服務(wù)于整個(gè)市場(chǎng)所需的所有功能。”

Microchip 完全專注于企業(yè)和 NVMe SSD 控制器，現(xiàn)在提供 PCIe Gen 4 產(chǎn)品和未來路線圖。它的未來不是新興記憶的控制器。Orthodoxou 認(rèn)為 SCM 不會(huì)有成功的產(chǎn)品，并指出英特爾基于 Optane 的 SSD “失敗得很慘”。他說，在 NVMe 接口上放置存儲(chǔ)類媒體毫無意義。“你會(huì)看到存儲(chǔ)類媒體將轉(zhuǎn)向 CXL，這將是成功之處。” Microchip 還專注于硬盤驅(qū)動(dòng)器和 SSD 方面的進(jìn)步，包括有效提高面密度和容量的疊瓦式磁記錄 (SMR)，以及為已投資SATA 和 SAS的客戶提供長(zhǎng)期生態(tài)系統(tǒng).

Omura 表示，Marvell 一直在關(guān)注 SCM，但要成為控制器公司的足夠大的市場(chǎng)，它們還有很長(zhǎng)的路要走。英特爾是唯一一家在美光退出 3D Xpoint 市場(chǎng)的單片機(jī)產(chǎn)品方面努力推動(dòng)的玩家，并且需要圍繞單片機(jī)接口進(jìn)行更多標(biāo)準(zhǔn)化。“這并不意味著我們不能擁有支持它們的控制器。我們正在密切關(guān)注它，”他說。與此同時(shí)，CXL 即將上市，Marvell 是積極的參與者。“我們確實(shí)認(rèn)為最初 CXL 將專注于 DRAM，然后有能力最終集成 SCM。”

審核編輯 黃昊宇