芯盛智能发布基于RISC-V架构的PCIe4.0控制器芯片

电子发烧友网报道（文/吴子鹏）日前，在2022全球闪存峰会（Flash Memory World，FMW2022）上，芯盛智能科技有限公司（以下简称：芯盛智能）发布了基于RISC-V架构的PCIe4.0控制器芯片，为全球首款。

据悉，芯盛智能PCIe控制器名为“行者”，采用RISC-V六核架构体系，前端具备PCIe4.0×4高速接口，后端采用8通道闪存接口，支持NVMe1.4传输协议，顺序读写速度可达7000/6000MBps，4K随机读写可达1000k/900kIOPS。

从行业动态来看，“行者”PCIe4.0控制器芯片在当前行业处于较为领先的状态，在PCIe4.0×4产品方面，其基本参数和得瑞DERA新一代国产企业级PCIE 4.0产品相近，后者的顺序读写速度为7400/7000MBps，随机读写速度为1700k/430kIOPS。因此，芯盛智能基于RISC-V架构实现的首款PCIe4.0控制器芯片水平就很高，为产品的后续发展定下了基调。

从官方信息来看，芯盛智能成立于2018年，是由国家集成威廉希尔官方网站 产业投资基金注资的集成威廉希尔官方网站 设计企业，总部位于常州。芯盛智能致力于大规模集成威廉希尔官方网站 产品以及存储相关成品与系统的研发，先后推出了XITC2311、XT6110、XT6111、XT6151、XT8121、XT8130等多款固态存储主控芯片，发布CP2000、CS500、CP2000GE、CP5000等多款固态硬盘解决方案。

主控芯片是固态硬盘中的核心器件，也被成为固态硬盘中的CPU，负责协调整个SSD的程序运作、数据调度等，一般主控芯片的性能决定了SSD的性能上限。除此之外，SSD主控芯片还负责ECC纠错、损耗平衡、读写缓存和加密等。

不过，传统的SSD主控芯片多是基于ARM架构，主要看重ARM架构在性能和功耗上面的平衡。比如当年三星开启SSD主控三核时代的830 MCX控制器便是基于ARM架构，三颗物理核心可以进行同时多任务处理，如同时进行闪存读写、磨损平衡以及垃圾回收操作等等，大大提升了主控的数据吞吐量和运作效率。从这个维度也能够看出，ARM架构在SSD存储控制器方面的历史已经非常悠久。

芯盛智能长期关注RISC-V的发展，前不久该公司宣布正式成为中国开放指令生态（RISC-V）联盟会员单位，携手联盟及产业链合作伙伴推动中国开源芯片生态的建设与发展。

RISC-V架构有很多突出的优势，包括灵活可扩展，RISC-V是精简指令集，且具备模块化特性，和不同系列相互不兼容的ARM相比，RISC-V具有能够灵活地扩展指令集的优势；还有低功耗，RISC-V的指令集条数非常少，能够做到内核面积更小，相应的功耗更低，因此多被用于打造高性能、低功耗的控制器和处理器；当然还有低成本特性，相较于需要昂贵架构许可费用的ARM，RISC-V要便宜很多。

安全性也是一个重点，由于使用RISC-V架构可以自检代码，有助于反复打磨提升安全性。根据芯盛智能的介绍，“行者”是国内第一款加码安全的芯片，根据国密二级标准设计、国测EAL4+安全标准设计，大幅提升数据存储的安全性。

当前，SSD的存储单元已经从SLC、MLC、TLC发展到了QLC，相对而言，目前TLC还比较受欢迎，与3D NAND搭配使用可在性能、耐用性和价格之间取得非常好的平衡。如果时光回溯到2016年，TLC和MLC是市场上的主流，根据IHS Markit当时的统计，2016年TLC和MLC在SSD市场的份额分别为56%和43%。这是MLC最后的巅峰，而后TLC逐渐占领市场，并且QLC开始显现出潜力。

翻看芯盛智能SSD控制器的相关介绍，该公司的XITC系列SSD控制器兼容所有主流厂商的SLC、MLC、TLC和QLC闪存颗粒，并内置独有的第三代自主知识产权的LDPC纠错技术NANDXtra，使固态硬盘的寿命提升至少三倍以上。

芯盛智能最新推出的行者全面适配3D TLC和3D QLC颗粒，最大可支持16TB容量，灵活适配多样化场景。

在后续的发展规划中，升级接口协议将会是“行者”全自主PCIe控制器的一个重要方向。目前市场上已经有多家公司发布了PCIe 5.0 SSD 解决方案，比如慧荣科技的MonTitan PCIe Gen5x4用户可编程SSD解决方案平台，群联电子的PCIe 5.0控制器PS5026-E26，英韧科技推出的PCIe 5.0控制器Tacoma IG5669等。虽然市场上的PCIe 4.0控制器还没有完全普及，但是如果芯盛智能想让基于RISC-V架构的PCIe控制器站稳脚跟，保持市场前沿特性是有必要的，因为后来者总要有更强的实力才能和成熟的方案抢食市场，且新兴市场需求对新兴技术也更加友好。