近年來，云計(jì)算、數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動(dòng)了中國(guó)企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)，企業(yè)級(jí)SSD由此呈現(xiàn)出高價(jià)值、高增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。而作為SSD的三大要素之一，主控芯片的好壞直接決定了SSD的用戶實(shí)際體驗(yàn)以及使用壽命。隨著國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，加之龐大內(nèi)需及政策的助力推動(dòng)，國(guó)內(nèi)廠商紛紛開始將目光轉(zhuǎn)向SSD主控芯片領(lǐng)域，以實(shí)現(xiàn)真正的國(guó)產(chǎn)主控自主產(chǎn)權(quán)為目標(biāo)。而得瑞DERA作為國(guó)內(nèi)企業(yè)級(jí)NVMe SSD研發(fā)和創(chuàng)新的先行者，長(zhǎng)期致力于存儲(chǔ)產(chǎn)品及解決方案的研發(fā)生產(chǎn)，打造全棧級(jí)企業(yè)級(jí)SSD，包括自研主控、固件、算法和模組的完整生產(chǎn)體系以及營(yíng)銷和服務(wù)的存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)生態(tài)等。

新一代企業(yè)級(jí)PCIe 4.0 SSD主控芯片EMEI

EMEI是得瑞DERA自主研發(fā)的第三代面向數(shù)據(jù)中心和企業(yè)級(jí)的NVMe SSD控制器，也是得瑞首款支持PCIe 4.0的企業(yè)級(jí)主控。

圖1 EMEI NVMe SSD控制器及模組產(chǎn)品

EMEI采用12nm工藝技術(shù)設(shè)計(jì)，進(jìn)一步降低了芯片面積和功耗。同時(shí)，在保持高性能、高可靠性、大容量的基礎(chǔ)上，通過再次優(yōu)化技術(shù)架構(gòu)，增強(qiáng)內(nèi)置CPU的算力，在數(shù)據(jù)通路上提供更多加速引擎來保證其數(shù)據(jù)處理的能力。

EMEI主控芯片支持所有主流廠商的NAND顆粒，并且支持包含ZNS在內(nèi)的NVMe 2.0協(xié)議，具備的性能隔離技術(shù)，不僅提升了產(chǎn)品性能，而且也使芯片擁有了良好的設(shè)計(jì)靈活性。

此外，內(nèi)置的AES及國(guó)密SM2/SM3/SM4算法引擎，為產(chǎn)品提供更好的可靠性和超高的性能。值得一提的是，EMEI芯片還符合OCP NVMe云SSD規(guī)范，幫助國(guó)內(nèi)云服務(wù)商和OEM拓展全球市場(chǎng)。

表1 EMEI主控芯片關(guān)鍵性能一覽

數(shù)據(jù)安全性和完整性最大化保障

EMEI內(nèi)嵌得瑞自主研發(fā)的自適應(yīng)閃存糾錯(cuò)LDPC技術(shù)。在原有2K LDPC的基礎(chǔ)上再次加強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了基于4K碼長(zhǎng)的LDPC糾錯(cuò)引擎，大幅提升軟解碼和硬解碼能力。LDPC解碼能力的增強(qiáng)，可以最大化保障數(shù)據(jù)可靠性，從而延長(zhǎng)產(chǎn)品的壽命，為更新的介質(zhì)比如QLC等的使用提供質(zhì)量和效率保證。

除了基礎(chǔ)的ECC功能，EMEI控制器還對(duì)內(nèi)部數(shù)據(jù)通道提供了完整的保護(hù)，包括外置DDR，內(nèi)置SRAM的ECC保護(hù)，以及完整的數(shù)據(jù)傳輸端到端CRC保護(hù)。此外，EMEI還應(yīng)用PI技術(shù)，幫助用戶實(shí)現(xiàn)從應(yīng)用到硬盤之間的端到端數(shù)據(jù)完整性保護(hù)。

圖2 EMEI控制器功能框圖

2021年全球SSD主控芯片出貨量為4.19億顆，與2020年的3.85億顆相比，年增長(zhǎng)率為8.83%。其中，本土SSD主控芯片廠商全球出貨量增長(zhǎng)迅速，占比達(dá)到10.33%。隨著市場(chǎng)需求的增加以及3D NAND閃存技術(shù)的發(fā)展，主控芯片的設(shè)計(jì)難度也隨之增加，同時(shí)催生了國(guó)內(nèi)廠商芯片設(shè)計(jì)由低端向高端邁進(jìn)。經(jīng)測(cè)試，得瑞本次發(fā)布的PCIe 4.0主控芯片EMEI在性能方面已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國(guó)際超越，大部分指標(biāo)明顯優(yōu)于國(guó)際一線大廠（如下圖），其配套模組產(chǎn)品D7000系列將搭配長(zhǎng)存的128層 3D TLC NAND首發(fā)，必將成為國(guó)產(chǎn)替代的重要選擇。

圖3-5 EMEI 控制器順序讀寫測(cè)試

圖6-8 EMEI控制器關(guān)鍵性能指標(biāo)對(duì)比

眾所周知，芯片行業(yè)的發(fā)展需要長(zhǎng)時(shí)間的創(chuàng)新研發(fā)積累。截止目前SSD存儲(chǔ)控制器依舊是一款高技術(shù)門檻的集成電路芯片。而得瑞DERA作為控制器、固件以及硬件板級(jí)設(shè)計(jì)完全自主研發(fā)的企業(yè)級(jí)SSD供應(yīng)商，產(chǎn)品經(jīng)過幾年的市場(chǎng)驗(yàn)證，已經(jīng)成功覆蓋國(guó)內(nèi)頭部互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、云計(jì)算廠商、金融機(jī)構(gòu)及三大電信運(yùn)營(yíng)商等，并贏得了廣大終端用戶的信賴和認(rèn)可，逐步發(fā)展成為國(guó)際一線企業(yè)級(jí)NVMe SSD廠商的挑戰(zhàn)替代者。

2016年底得瑞DERA首款NVMe SSD控制器芯片TAI流片成功，之后基于該芯片共打造了三款不同的SSD模組產(chǎn)品，其中包括國(guó)內(nèi)首款基于長(zhǎng)江存儲(chǔ)3D TLC NAND顆粒的全國(guó)產(chǎn)化高端企業(yè)級(jí)SSD D5427/ D5447。2019年第二顆控制器芯片MENG流片成功，搭載該芯片的D6436/ D6456和D6437/ D6457兩個(gè)系列SSD產(chǎn)品也于2021年上市，并獲得了良好的市場(chǎng)反饋。2022年EMEI流片成功并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，以其穩(wěn)定和卓越的性能繼續(xù)為得瑞保持了在企業(yè)級(jí)主控市場(chǎng)的強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)力。

一枚芯片的開發(fā)需要?dú)v經(jīng)從產(chǎn)品定義、設(shè)計(jì)、驗(yàn)證仿真到最終流片的一系列漫長(zhǎng)過程。而作為“終極大考”的流片，此前過程的任何一個(gè)小疏忽都可能導(dǎo)致流片失敗。作為自研企業(yè)級(jí)SSD主控的品牌，DERA三代芯片（TAI、MENG、EMEI）均為一次性流片成功并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，以真正的硬核實(shí)力向業(yè)界展示了國(guó)內(nèi)存儲(chǔ)力量的崛起。未來，得瑞將以更加快速和高效的研發(fā)保證自身產(chǎn)品線的迭代升級(jí)，提供高性能、高可靠、低成本、低功耗的企業(yè)級(jí)SSD，助力國(guó)內(nèi)存儲(chǔ)行業(yè)的快速發(fā)展。

審核編輯：湯梓紅