公开课第51期笔记 | 华存电子:5G+AI云边协同时代下的PCIe5”芯”机遇

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第五十一期“集微公开课”于12月14日(周二)上午10:00直播,华存电子技术总工程师魏智汎,带来《PCIeGen5开启企业级SSD创新之路》主旨演讲,公开课在线累计观看人数达32538人!

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5G+AI云边协同时代的机遇

华存电子成立于2017年9月,是一家提供存储控制芯片、存储方案及存储成品模块,集研发与生产制造能力为一体的高新技术企业。主旨分享时,魏智汎详细介绍华存电子主控芯片发展路线,eMMC产品线、消费类SATA SSD产品线、消费类PCIe SSD产品线、企业级SSD产品线、消费类DRAM模组产品线所取得的成果,并对PCIe与SSD技术发展进行分析。

魏智汎指出,由2003年SATA 1到2019年PCIe 5,SSD主机端接口效能改善达83倍,仍还在持续改善中;由2006年ONFI 1.0到2020年ONFI 4.2,SSD闪存端接口效能改善达32倍,同样处于前进趋势。

“5G+AI云边协同的时代,服务器需求量迎来急速爆发,未来5年国内将是全球增量幅度最高的市场”。在魏智汎看来,云上、边缘、家庭与个人端装置将会出现各种型态,算力、网络、存储、软件应用场景,将是区分细分市场的4个重点因素。

同时,服务器效能也需要飞跃式的成长才能跟上时代创新需求。他以Intel新一代酷睿为例:新架构PC处理器已发力跟上新时代需求,服务器端也会在2022年接踵而至,在CPU与DDR5、PCIe 5同步更新效应下,服务器效能将出现飞跃式成长。华存电子自主研发PCIe Gen 5 固态硬盘,为服务器提供创新基础,与国际大厂的性能与效能对齐,自主研发掌握存储关键技术,成为系统端的技术储备,支持云/边/端的厂商一同持续创新。魏智汎表示,5G+AI带动市场需求,系统端需要硬件与存储,提供创新的基础。未来10年的新时代,云/边/端都还存在许多创新的可行方向华存电子将凭借着在存储领域深耕多年的技术力和产品力,持续致力于高端卡脖子存储技术的自主研发工作,打造世界存储集成电路一流品牌。

“2018年11月,自主研发第一颗eMMC主控芯片及相关模块产品;2021年10月,发布第二颗主控芯片产品,国内第一颗第五代PCle企业级存储主控芯片——HC9001。”魏智汎介绍的上述两款主控芯片,作为华存电子成立4年来里程碑式的产品,为其跨入PCIe 5开启企业级存储创新之路奠定基础。

“2021年10月,国内第一颗PCle Gen5企业级存储主控芯片—HC9001完成流片”,魏智汎介绍的上述主控芯片,作为华存电子成立4年来里程碑式的产品,为其跨入PCIe 5开启企业级存储创新之路奠定基础。

四年磨一“芯”,PCIe 5.0跃升之路

针对海量数据处理需求下的云/边/端的存储使用场景,华存电子自主研发PCIe Gen 5 SSD主控芯片,从“零”到有历时4年,打磨出一颗企业级存储SSD主控芯片HC9001,已经完成12nm工艺流片,完成国研国产国造。

HC9001上有哪些创新呢?

魏智汎介绍,HC9001拥有创新XSDirectA (eXcellent-Scheduling & Direct-Arrival)架构,其主要优势在于SSD的固件在160ns之内就可以处理完4KB的资料指派,相关信息与数据可以直接到达SSD盘内固件所指定位置;由系统端的QoS来看,是一个透明可控的SSD装置,通过NVMe协议充分协同运作,可达成高效能、读写时延可控的优点。

HC9001的创新第二代LPDC (Low-Density Parity-Check)纠错算法架构,为服务器级SSD定制,其主要优势在于使SSD的UBER会低于10(-17),MTBF可大于2百万小时,DWPD=1.0@5年,以AI算法来学习与预测环境变化,维持住协议端QoS的期待值。

HC9001的创新 iPower架构,利用监控算法,降低由SSD所造成服务器内的无效功耗。以通过Gen5最佳的每单位功耗的传输效能,结合SSD盘内与芯片的传感器,智能算法动态调整,控制SSD所产生的热能,可控制温度精确度到0.1摄氏度。

“立项的时候周围都是PCIe3,国际大厂才开始推广PCIe4,没有现成的实例可供参考”,谈起面对的挑战,魏智汎表示选择跳过PCIe 4,直接进入PCIe5,华存电子是对市场进行一番认真的考量,“我们观察到PCIe 4的铺开非常缓慢,而服务器的技术发展又比PC快得多,特别在5G+AI的驱动下,服务器对存储器带宽和能效的要求都大幅提升。恰逢PCIe 5发布,决定针对Gen 5 SSD主控芯片进行开发,并将重点放在服务器用的Gen 5 SSD。”

尽管后来市场的发展趋势印证了华存电子观点,2021年后PCIe 5已成为各大厂商竞争布局的热点技术。但在当时,仍然不应忽视华存电子在决策关头所面临的压力,及极富创新力的技术格局。

责编: 赵碧莹
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