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在2023云棲大會上，阿里巴巴旗下平頭哥半導(dǎo)體發(fā)布首顆SSD主控芯片-鎮(zhèn)岳510。在11月29日舉行的2023中國數(shù)據(jù)與存儲峰會上，平頭哥半導(dǎo)體產(chǎn)品總監(jiān)周冠鋒在題為“做智能化時代更好的存儲底座”演講中，詳細介紹了鎮(zhèn)岳510的技術(shù)優(yōu)勢和特性。

峰會期間，DOIT總編宋家雨特邀周冠鋒進行了專訪，結(jié)合鎮(zhèn)岳510應(yīng)用前景進行暢談。

DOIT總編宋家雨（左）專訪平頭哥半導(dǎo)體產(chǎn)品總監(jiān)周冠鋒（右）

Q1

宋家雨：請簡單幫我們介紹一下鎮(zhèn)岳510這款產(chǎn)品的情況。

周冠鋒：鎮(zhèn)岳510是平頭哥開發(fā)的一款高性能企業(yè)級SSD主控芯片或稱SSD控制器，它支持PCIe 5.0接口、DDR 5.0技術(shù)，內(nèi)置高性能的RISC-V架構(gòu)玄鐵R910多核CPU，可以支持主流的TLC、QLC存儲顆粒，具有極高IOPS性能(3400K IOPS)，以及超低時延(4us)。適用于AI計算、大數(shù)據(jù)分析、在線交易、高性能數(shù)據(jù)庫、分布式存儲等業(yè)務(wù)場景。

鎮(zhèn)岳510在2022年底一次性流片成功，2023年回片之后，通過了內(nèi)部大量的性能、功能、可靠性和兼容性等測試，目前已經(jīng)達到了量產(chǎn)程度。

Q2

宋家雨：在行業(yè)內(nèi)，4us也是非常優(yōu)異的性能表現(xiàn)，平頭哥對此做了哪些優(yōu)化，最終實現(xiàn)了這樣表現(xiàn)?

周冠鋒：時延是SSD從收到命令到返回命令響應(yīng)的耗時。在分布式計算中，為了提高并發(fā)能力，業(yè)務(wù)請求通常會被拆分為多筆子請求分散到眾多SSD并發(fā)執(zhí)行，并對眾多的執(zhí)行結(jié)果進行匯聚得到最終結(jié)果。顯然，SSD的處理時延越低，整個業(yè)務(wù)的總體性能越高。所以主控如果可以實現(xiàn)超低的時延，就可以給應(yīng)用帶來更好的體驗。

鎮(zhèn)岳510內(nèi)置了我們自主創(chuàng)新的IO自動化處理機制。對于寫入操作(IO)的整個流程，從主機構(gòu)建提交IO命令(SQE)，到SSD解析命令、進行命令切片，到SSD執(zhí)行數(shù)據(jù)DMA，再到SSD啟動FTL表項操作，SSD構(gòu)建并返回命令響應(yīng)(CQE)，這一系列的操作步驟我們均實現(xiàn)了全面的硬件自動化。這種自動化程度意味著如果硬件執(zhí)行的延遲足夠低，則IO命令的執(zhí)行時間理論上可以非常接近PCIe鏈路的延遲。通過這些自動化機制，鎮(zhèn)岳510最終實現(xiàn)了4us的IO執(zhí)行時延，這個數(shù)字比現(xiàn)在業(yè)界SSD的指標降低了30%以上。

Q3

宋家雨：從產(chǎn)品實踐的角度，除了優(yōu)秀的時延，鎮(zhèn)岳510的差錯率是否可以滿足需求?

周冠鋒：完全可以滿足需求。

SSD的首要職責就是數(shù)據(jù)存儲的可靠性，而衡量數(shù)據(jù)存儲可靠性的一個重要指標，就是UBER，也就是 Uncorrectable Bit Error Rate，不可糾誤碼率。它表示的是從SSD讀取數(shù)據(jù)時，會有多大的概率出現(xiàn)數(shù)據(jù)無法糾錯，這個指標，越小越好。行業(yè)內(nèi)企業(yè)級SSD的UBER指標為10^-17，也即每讀取10億億筆數(shù)據(jù)，可能會有一筆數(shù)據(jù)出錯。

而鎮(zhèn)岳510通過自研的LDPC算法，并通過對LDPC譯碼矩陣的優(yōu)化，最大程度的去除了譯碼矩陣中的環(huán)結(jié)構(gòu)，最終把LDPC ErrorFloor這個關(guān)鍵指標，優(yōu)化了一個數(shù)量級。僅僅依靠LDPC糾錯算法，就可以達到10的負17次方的UBER ，再結(jié)合RAID算法，就可以達到10的負18次方的水平，相當于百億億筆數(shù)據(jù)才可能有一筆數(shù)據(jù)出錯。所以說，完全可以滿足各種業(yè)務(wù)場景的可靠性要求。

Q4

宋家雨：鎮(zhèn)岳510有沒有適配不同品牌的NAND顆粒?

周冠鋒：在鎮(zhèn)岳510芯片里面，我們內(nèi)置了非常靈活的可編程NAND控制器和矩陣靈活的LDPC，所以針對不同品牌的NAND顆粒，只需要在固件上進行調(diào)整，就可以適配不同的閃存顆粒，而鎮(zhèn)岳510芯片本身不用做任何調(diào)整和修改。

Q5

宋家雨：鎮(zhèn)岳510這樣一款產(chǎn)品也會用在消費類產(chǎn)品市場嗎?

周冠鋒：鎮(zhèn)岳510聚焦在企業(yè)級SSD市場，可以用在數(shù)據(jù)中心，也可以用在企業(yè)自建IT設(shè)備的場景，但消費者場景是另外一個賽道，并不是這個芯片的適用場景。

在企業(yè)級SSD場景中，鎮(zhèn)岳510芯片已通過大量硬件兼容性測試，可以適配各種不同類型的服務(wù)器，在軟件上可以適配各個版本的Linux、Windows，在業(yè)務(wù)上，適用于AI計算、大數(shù)據(jù)分析、在線業(yè)務(wù)交易、分布式存儲等通用場景?？梢哉f，凡是需要大容量、或高IO性能的場景，鎮(zhèn)岳510均可以勝任。

Q6

宋家雨：為什么平頭哥能夠在這么短時間內(nèi)做出如此優(yōu)秀的產(chǎn)品?

周冠鋒：大家知道，芯片行業(yè)是一個技術(shù)密集型行業(yè)，平頭哥內(nèi)部有非常完善的芯片的前后端設(shè)計團隊、封裝設(shè)計團隊，還有非常富有經(jīng)驗的軟件團隊?？梢詣偃螐?fù)雜大型芯片的全流程設(shè)計。

SSD主控芯片是一個芯片+算法+固件的集合體。平頭哥SSD產(chǎn)品線有完整的芯片設(shè)計團隊，算法設(shè)計、介質(zhì)研究的團隊，還有完善的固件團隊，同時還有自研的IP和核心算法，所以有能力做出性能領(lǐng)先的、優(yōu)秀的主控芯片。

Q7

宋家雨：這樣一款產(chǎn)品的市場定位和市場布局是怎樣的?

周冠鋒：我們會聚焦在SSD主控芯片的研發(fā)與持續(xù)迭代，提供SSD主控芯片來支持客戶打造優(yōu)異的SSD產(chǎn)品。希望做智能化時代的存儲基座，這是鎮(zhèn)岳芯片的定位。