Phison Tại CES 2020: Chuẩn bị cho QLC đi vào dòng chính

Giá bộ nhớ flash NAND dự kiến ​​sẽ tăng lên vào năm 2020. Việc sản xuất chuyển sang NAND 3D 96 lớp và hơn thế nữa sẽ không tăng sản lượng bit một cách nhanh chóng vì nhu cầu sẽ tăng lên. Đây sẽ là một thay đổi lớn từ tình trạng dư cung NAND gây ra sự cố về giá trong năm 2018 và sang năm 2019.

Nhà cung cấp bộ điều khiển SSD Phison đang đặt cược rằng việc tăng giá cuối cùng sẽ đẩy thị trường SSD tiêu dùng nắm lấy 4 bit trên mỗi bộ nhớ flash QLC NAND, cho đến nay chỉ thấy thành công hạn chế trong thị trường SSD bán lẻ và hầu như không áp dụng từ các OEM PC. Giá cao hơn cho SSD với 3 bit trên mỗi tế bào TLC NAND là nhỏ hoặc không tồn tại trên tất cả các phân khúc thị trường, do đó, lợi thế về hiệu suất và độ bền của việc gắn bó với TLC NAND là đáng giá. Những ngày đó có thể sắp kết thúc. Phison mong đợi khá hợp lý khi mà các nguồn cung cấp bộ nhớ flash NAND bị hạn chế, phần lớn TLC NAND được sản xuất sẽ bị các khách hàng SSD doanh nghiệp trả tiền cao hơn, ít nhiều buộc thị trường SSD tiêu dùng bắt đầu chuyển sang sử dụng QLC như lựa chọn chủ đạo.

Để chuẩn bị cho sự thay đổi này, Phison đang đảm bảo rằng dòng sản phẩm điều khiển đầy đủ của họ đã sẵn sàng hoạt động với QLC NAND. Điều đó có nghĩa là điều chỉnh phần sụn của bộ điều khiển để tận dụng tốt nhất hiệu năng thấp hơn của TLC NAND. Đối với thị trường OEM nói riêng, họ cũng phải cập nhật bất kỳ bộ điều khiển cũ nào có khả năng sửa lỗi không phụ thuộc vào nhiệm vụ hỗ trợ 5bảo hành hàng năm với độ bền thấp hơn của QLC.

Lộ trình phần cứng của Phison đã không thay đổi đáng kể so với những gì chúng tôi đã báo cáo sau Hội nghị thượng đỉnh bộ nhớ Flash. Điều đang thay đổi là làm thế nào những bộ điều khiển này đang được bán trên thị trường. Phison đã thực hiện một bước bất thường về việc xuất bản các thông số kỹ thuật hiệu suất cho hầu hết các bộ điều khiển SSD của họ khi được ghép nối với QLC NAND, thay vì gắn với các số dựa trên TLC giúp bộ điều khiển của họ có ánh sáng tốt hơn. Thật không may, chúng tôi vẫn nhận được các con số chủ yếu dựa trên thử nghiệm ở độ sâu hàng đợi cao và với thời lượng đủ ngắn để bộ đệm SLC chủ yếu được đo.

Khi được ghép nối với QLC NAND, các bộ điều khiển NVMe cao cấp của Phison giờ đây sẽ sử dụng kích thước bộ đệm SLC động toàn dải, tương tự như những gì chúng ta đã thấy với các bộ điều khiển Silicon Motion gần đây nhưng khác với cách các ổ Phison NVMe dựa trên TLC hiện có hành xử với bộ đệm SLC kích thước cố định nhỏ. Tối đa hóa kích thước bộ đệm SLC giúp giảm tỷ lệ hết bộ nhớ cache trong quá trình sử dụng thông thường của người tiêu dùng, nhưng với chi phí phạt hiệu suất cao hơn khi bộ đệm lấp đầy: có nhiều dữ liệu SLC cần được nén vào TLC / QLC, và TLC / QLC miễn phí ít hơn để làm việc khi thực hiện thao tác nén đó trong nền trong khi tiếp tục xử lý các lệnh IO của máy chủ. Sự đánh đổi này có ý nghĩa nhất khi sử dụng QLC NAND, bởi vì cho dù bộ đệm SLC lớn hay nhỏ, mọi thứ sẽ chậm một cách đau đớn nếu nó hết.

Hiệu suất của bộ điều khiển NVMe cao cấp hiện tại của Phison với QLC NAND sẽ chậm hơn một chút so với hiệu suất có thể đạt được tốt nhất với TLC NAND. Việc giảm hiệu suất đọc ngẫu nhiên có thể sẽ có tác động lớn nhất. Đây cũng là nơi chúng tôi thấy yêu cầu về dung lượng ổ đĩa cao hơn nhiều để đạt được hiệu suất tốt nhất. Trong hai năm qua, SSD dựa trên TLC 1TB đã trở nên khá phải chăng và hầu như luôn đủ lớn để cung cấp hiệu suất tối đa mà bộ điều khiển SSD có thể xử lý. Nếu các mức giá đó phải chuyển sang QLC NAND trong năm nay, chúng ta sẽ thấy các ổ đĩa 1TB ở một bất lợi đáng kể so với các mô hình 2TB và 4TB. Vì việc tăng giá của NAND sẽ khiến người tiêu dùng khó tăng lên các công suất cao hơn, chúng tôi có thể thấy một hồi quy hiệu suất thực sự cho SSD tiêu dùng chính trung bình, mà không có bất kỳ khoản tiết kiệm tiền nào như một giải thưởng an ủi.

Về phía SATA, mọi thứ trông không tệ lắm. Với bộ điều khiển SATA chính S12 hiện tại và chiến lược lưu trữ SLC động toàn dải, thậm chí 1TB QLC vẫn đủ để đạt các con số hiệu suất cao nhất có thể sau một nút cổ chai 6Gbps. Phison đang liệt kê các số hiệu suất cực đại tương tự cho các mức dung lượng từ 1TB cho đến 16TB, bao gồm cả khả năng không có hai dung lượng trung gian là 12TB. Trước đây, những dung lượng cao hơn này chỉ được hỗ trợ cho SSD doanh nghiệp, nhưng Phison nói rằng họ có ít nhất một đối tác có kế hoạch đưa ra ổ đĩa 16TB cho thị trường bán lẻ tiêu dùng.

Bộ điều khiển DRAMless SATA (S13T) mới nhất của Phison vẫn sẽ sử dụng bộ đệm SLC có kích thước cố định khi được ghép nối với QLC NAND và các ổ đĩa giá rẻ phải cung cấp dung lượng thấp hơn sẽ lại bị mắc kẹt với hiệu suất phụ.

Phison đã không cung cấp các phép chiếu hiệu suất dựa trên QLC cho bộ điều khiển NVMe E13T DRAMless hiện tại của họ hoặc E19T thay thế sắp tới của nó mang lại PCIe 4.0 hỗ trợ và tăng hiệu suất khác. Họ cũng không cung cấp hiệu suất QLC cho E18 (PCIe cao cấp thế hệ thứ hai 12nm của họ 4.0 bộ điều khiển), nhưng bộ điều khiển đó sẽ ra mắt vào cuối năm nay và nó vẫn nên được sử dụng chủ yếu với TLC cho các ổ đĩa dành cho người đam mê, trừ khi tình hình giá NAND trở nên thực sự tồi tệ.

Như thường lệ đối với các dự báo hiệu suất từ ​​các nhà cung cấp bộ điều khiển SSD, các con số có thể thay đổi giữa bây giờ và khả năng bán lẻ của các ổ đĩa. Việc lựa chọn sử dụng QLC NAND cụ thể nào trong một sản phẩm nhất định sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất và vẫn còn thời gian để tối ưu hóa phần sụn tiếp theo.

Tại CES 2020, Phison đã trình diễn nhiều kết hợp khác nhau của QLC NAND với bộ điều khiển của họ trong một loạt các khả năng. Hầu hết các ổ SSD được hiển thị đều sử dụng Micron 96L QLC, nhưng một số ít cũng sử dụng QLC của Toshiba / Kioxia BiCS4 (96L). Các chế phẩm QLC cũng được chuyển đến các sản phẩm lưu trữ di động của Phison, nơi họ cho thấy thẻ MicroSD 1TB, Thunderbolt 8TB 3 SSD và một số giải pháp kèm theo USB. Tất cả các thiết kế tham khảo này có khả năng sẽ xuất hiện trên thị trường trong năm nay và trong thị trường lưu trữ di động, quá trình chuyển đổi QLC có thể sẽ kỹ lưỡng hơn và không thể tránh khỏi.