全网最全面的PCIe 50 SSD主控芯片汇总！你还不来看看吗？

前言

PCIe作为高性能数据传输的核心接口，目前已经历了多个代际的更新迭代。PCIe 5.0 于2019年由 PCI-SIG 推出，作为第四代 PCIe 标准的继任者，与 PCIe 4.0 相比，PCIe 5.0 的传输速度翻倍，性能的跃升也为下一代存储设备，尤其是 SSD 提供了更为广阔的发展空间。充电头网也已将PCIe不同版本参数规格汇总成下表所示，给大家带来更加直观的参考。

PCIe 5.0 的高速带宽也对其核心组件 — 主控芯片提出了更高要求。主控芯片作为 SSD 的“大脑”，负责对存储单元的管理、数据调度和错误校正等功能，决定着 SSD 的整体性能表现。该芯片不仅需要支持 PCIe 5.0 的高带宽，还要具备高速 NAND 闪存管理和低延迟的数据处理能力，以实现存储系统的性能优化。

PCIe 5.0 SSD主控芯片盘点

PCIe 5.0 标准的逐步普及，多个存储芯片供应商也开始推出支持这一标准的 SSD 主控芯片。充电头网汇总了当前市场上主要的 PCIe 5.0 SSD 主控芯片，并分析其性能特点汇总成下表所示。

排名不分先后，按企业英文首字母排序。

Phison群联

群联PS5026-E26

PHISON群联的PS5026-E26支持 PCIe 5.0 x4 通道和 NVMe 2.0 标准，采用台积电 12nm 工艺，内部集成 2 个 ARM Cortex-R5 核心及 3 个专用 IP 核心。读取速度可达 12GB/s，写入速度 11GB/s，4K 随机读取 150 万 IOPS，4K 随机写入 200 万 IOPS。

群联PS5026-E26 Max14um

PS5026-E26 Max14um是群联在 CES 2024 上发布的新品，是 PS5026-E26 的升级款，顺序读取速度由原来的12GB/s来到14GB/s。顺序写入速度由原来的11GB/s来到了12GB/s。4K随机读取和写入也达到了1,500K IOPS和2,000K IOPS。缓存支持方面可支持DDR4和LPDDR4缓存，还支持AES256、SHA512等多种数据加密。

群联PS5031-E31T

PS5031-E31T作为群联发布的最新低功耗PCIe 5.0主控，官方宣称其旨在为笔记本电脑和移动端设备带来PCIe 5.0的体验，因为采用了台积电的7nm制程制造。其功耗和发热也得到了良好的控制，可也随之带来了些许负面影响，其各项速度均弱于E26。最高读写速度为10800MB/s，4K随机读写为1500K IOPS，最大可支持容量为8TB。适合作为笔记本电脑或移动端设备硬盘主控使用。

平头哥

镇岳510 NVMe主控芯片

镇岳510是一颗高性能企业级SSD主控芯片，IO处理能力达到3400K IOPS，数据带宽达到14GByte/s，能效比达到420K IOPS/Watt。

镇岳510采用平头哥自研芯片与固件架构，通过良好的软硬件协同设计在实现性能突破的同时达到最佳能效。镇岳510芯片采用平头哥自研的低密度奇偶校验数据纠错算法，编码效率逼近香农极限，纠错性能也大幅提升，数据误码率低至10^-18。同时，镇岳510采用了软硬件一体的介质应用算法，能够准确预测介质的电平漂移，大幅改善长尾时延，给应用以高度一致性的性能体验。

Marvell

Marvell Bravera SC5控制器系列

Marvell 推出的全球首款 PCIe 5.0 SSD 主控芯片，传输速度最高可达 14GB/s，随机性能高达 200 万 IOPS。支持 NVMe 1.4b 协议，具有 FIPS 安全认证、AES 256-bit 加密等功能，还搭载硬件级别的 “Elastic SLA Enforcer” 功能，可以大幅减少 CPU 占用率，改善用户体验。该主控支持第 5 代 NAND ECC 纠错技术，支持 3D QLC、TLC、SLC 等 NAND 闪存，有助于延长闪存颗粒使用寿命，并具有节能特性。

MMY华存电子

华存HC9001

HC9001主控芯片是国内首款自研12纳米工艺PCIe Gen5存储控制芯片，独创硬固件融合XSDirectA(eXcellent-Scheduling & Direct-Arrival)架构、自研第二代4K-LPDC(Low-Density Parity-Check)纠错算法架构、以及创新iPower架构。速度从PCIe4.0的16Gb/s提升到了PCIe5.0的32Gb/s，带宽可达128GB/s，并具有向下兼容性。同时加入国密算法与AI调适功能，层层加固，提升数据安全存储能力，实现了核心关键技术自主可控。

Microchip微芯科技

微芯 Flashtec NVMe 4016 PM8667

Microchip推出业内最强的企业级PCIe 5.0 SSD主控，型号为“Flashtec NVMe 4016 PM8667”，该主控支持多达16个可编程的NAND闪存通道，接口速率最高可达2400MT/s，而且还可完整支持PCIe 5.0 x4、NVMe 2.0标准规范，并可搭配多种TLC、QLC闪存芯片。在性能方面，这款主控的标称吞吐量超过14GB/s，随机性能超过300万IOPS。而且，其还支持ACM、PCIe链接加密、高级虚拟化、可编程机器学习，ZNS，OCP等，可以满足数据中心的需求。

SAMSUNG三星

三星自研 5nm 主控

可实现最大 14.5GB/s 的顺序读取速率和 13GB/s 的顺序写入速率。

Silicon Motion慧荣科技

慧荣SM2508

慧荣科技的旗舰级 PCIe 5.0 SSD 主控芯片，采用台积电6nm工艺，支持 NVMe 2.0，内建 8 个最高支持 3600MT/s 速率闪存通道，顺序读写最高可达 14.5GB/s 和 14GB/s，随机读写速度可达 250 万 IOPS。该芯片采用 4 个 ARM Cortex R8 处理器与 1 个 ARM Cortex M0 处理器的搭配，能实现更高的并行度、更低的功耗和更高的频率，兼顾性能与功耗的均衡。

STARBLAZE忆芯科技

忆芯STAR1500

STAR1500是忆芯全新一代高端消费级PCIe5.0 SSD主控芯片，采用8核64位RISC-V多核处理器架构，支持PCIe Gen5接口和NVMe2.0协议，采用8nm制程，顺序读性能高达14.4GB/s。STAR1500为8路闪存通道，目标为数据中心级和高端消费级市场。STAR1500支持EP/RC功能、采用ONFI5.1闪存协议接口与DDR5内存协议接口，最大支持容量达到了64TB；安全功能上增加了防侧信道攻击功能，进一步提升了安全防护等级。

忆芯STAR1516

STAR1516是忆芯科技自主研发的全新一代高端企业级PCIe5.0 SSD主控芯片。自研企业级SSD架构，硬件加速器提升地址映射、数据搬移和数据计算效率；支持第五代StarNVMe®架构，提供极致延迟性能；支持第五代StarSecurity安全算法，支持硬件实时数据加解密，支持侧信道攻击防护；支持第五代StarLDPC®架构，提供更强纠错能力。STAR1516为16路闪存通道，目标为高性能企业级市场。

YingRen英韧科技

英韧YRS900

YRS900是英韧科技首款量产的PCIe 5.0企业级国产主控，采用开源的RISC-V架构，支持PCIe 5.0接口，顺序读取速度达14GB/s，顺序写入速度达12GB/s，并支持包括FDP （Flexible Data Placement）、SR-IOV硬件虚拟化技术、CMB等特性在内的多种特性，匹配更多客制化需求。

英韧YRS820

YRS820面向包括AI PC在内的高端消费级市场，高性能设计，顺序读取14GB/s，顺序写入12GB/s，内置英韧独有的AI智能数据加速设计，可搭配3D TLC/QLC，支持容量最高可达8TB。

英韧IG5669

IG5669主要针对数据中心级应用，采用 4 通道 PCIe 5.0 接口，具有 16/18 个 NAND 通道。顺序读写速度可分别达到 14GB/s 及 11GB/s，4K 随机读取速度为 3M IOPS，支持多种闪存类型以及多种企业级特性，适用于企业级应用、高端数据中心及人工智能等领域。

YEESTOR得一微

得一微YS9501

得一微业界性能领先的PCIe Gen5 NVMe企业级SSD 控制器，可满足各种云计算和企业级环境对高可靠性、高性能SSD 的应用需求。支持PCIe Gen5×4、16通道、ONFI 5.0 NAND、DDR5/DDR4，以及4K码长的LDPC引擎。此外，该控制器还支持透明压缩、加解密，支持标准SSD、OC SSD、ZNS SSD形态。YS9501具有高性能、低延迟，和稳定的服务质量（QoS）表现，全面满足企业级/数据中心对SSD的需求。

顺序读速度为14.5 GB/s，顺序写速度为12 GB/s，随机读速度为3,000,000 IOPS，随机写速度为3,000,000 IOPS。

充电头网总结

PCIe 5.0 是 SSD 实现更高读写性能的重要基础，而 PCIe 5.0 SSD 主控芯片则是决定这一接口在存储设备上性能表现的核心组件。两者相辅相成，共同推动 SSD 性能的提升。从本文的汇总来看，市场上主流的 PCIe 5.0 SSD 主控芯片已经逐步走向成熟，各大芯片厂商都致力于推出具备先进架构和 NAND 管理技术的主控芯片。

这些产品不仅可以应对数据中心和高性能计算领域的严苛需求，也能够推动消费级存储设备向更高性能发展。同时，主控芯片的设计还围绕着功耗优化、散热控制、数据保护等方面展开，使得 PCIe 5.0 SSD 在高负载、持续运行的场景中依然保持稳定。

全球首款超过200层固态存储芯片问世：密度提升43%，性能翻倍

机器之心报道

编辑：泽南、蛋酱

美光带来了业界最高固态存储密度，单个 NAND 芯片封装高达 2 TB 数据。

存储芯片大厂美光（Micron）近日宣布，其 232 层 NAND 闪存芯片已实现量产。这也是全球首款突破 200 层大关的固态存储芯片。

一些竞争对手目前正在提供 176 层技术，有些厂商表示他们正在紧随此步伐，或者已经有了超过 200 层的工程样品。

与竞争对手的芯片相比，全新美光技术将每单位面积存储的比特密度增加了一倍，每平方毫米封装 14.6 Gbit。这一密度相比自家的 176L NAND 提升了约 43%，比竞争对手的 TLC 产品高 35% 到 100%。

更高的密度使美光最终能够生产出自己的第一款 1Tbit TLC 裸片，从产品化的角度来看，这意味着美光现在还可以通过堆叠 16 个 232L 裸片来生产 2TB 芯片封装。这对于 SSD 容量来说是个好消息，高端 SSD 容量通常受到可放置封装数量的限制。

与此同时，美光也在研究其芯片封装的尺寸，因此虽然更大的容量意味着芯片尺寸逐代增加（根据美光的密度数据，估计约为 70.1mm^2），该公司仍然将新一代芯片封装缩小了 28%。因此，单芯片封装从 12mm x 18mm (216mm^2) 缩小到了 11.5mm x 13.5mm (~155mm^2)。对于美光的下游客户来说，这是一个好消息。

美光表示，1 TB 芯片可被放置在 2 TB 的封装中，每个封装的边长都不超过一厘米，可以存储时长大约两周的 4K 视频（340 小时）。

除密度改进之外，最新一代美光 NAND 还提升了数据传输速度。这里最重要的是，美光将其 NAND 裸片内的 plane 数量从 4 个增加到 6 个，进一步提高了每个裸片内可用的并行度。4 plane 设计在上一代 NAND 中变得很普遍，随着 NAND 密度的增长，plane 数量也在增加，以便传输速率跟上更高密度。美光已确认 232L NAND 中的 plane 提供独立读取能力。

这种并行性的提高以及内部传输速率的提高，使美光能够大幅提高其每块芯片的读写速度。该公司称，与 176L 代 NAND 相比，新芯片读取速度提高了 75% 以上，同时写入速度翻了一番。

此外，美光还强调 232 层堆栈的 3D NAND Flash 将比上一代产品功耗更低，使用在低功耗产品上更具节能优势。

据 IDC 报道，2021 年，全球产生了 81 万亿 TB 的数据（或 81 ZB），IDC 预测到 2026 年这个数字将达到 221 ZB，「存储必须创新才能跟上步伐，」美光数据中心存储副总裁 Alvaro Toledo 表示。

将存储芯片升级到 232 层是美光已部署的许多技术的组合和扩展。要理解其中的意义，你需要了解 3D NAND 闪存的基本结构和功能。这些存储芯片本身由底层的 CMOS 逻辑和其他电路组成，这些电路负责控制读写操作以及尽可能快速有效地在芯片内外获取数据。

在 CMOS 上方是一层又一层的 NAND 闪存单元。与其他设备不同，闪存单元是垂直构建的。它们从一个（相对）深而窄的孔开始，通过导体和绝缘体的交替层蚀刻。然后用材料填充孔并加工形成器件的比特存储部分。可靠地蚀刻和填充穿过所有这些层的孔的能力是该技术的关键限制。美光的工艺不是一次性蚀刻所有 232 层，而是将它们分成两部分，然后再进行堆叠，新产品的 116 层高于上一代的 88 层。

「这是一项惊人的工程壮举，」Alvaro 说道。「这是我们克服的最大挑战之一。」

根据 Toledo 的说法，未来的 NAND 芯片会是一条通往更多层的道路。「肯定存在挑战，但我们还没有看到这条路的尽头」他表示。

除了添加越来越多的层数之外，NAND 闪存制造商还可以将多个存储比特打包到单个设备中，以此提高存储比特的密度。美光芯片的每个存储单元都能够将密度提升三倍之上。也就是说，每个单元中存储的电荷会产生足够的效应来辨别八种不同的状态。虽然目前每单元 3 比特的产品（TLC）占据大多数，但也有一些 4 比特的产品存在（QLC）。

今年早些时候，西部数据的研究人员在 IEEE 国际固态电路会议上展示了一款 QLC 芯片，在 162 层芯片中实现了 15 Gb/mm^2 的面密度。Kioxia（铠侠）的工程师上个月在 IEEE 超大规模集成电路技术和电路研讨会上还展示了一个每单元 7 比特的产品，但它需要将芯片浸入 77 开尔文（-196 摄氏度）的液氮中。选择这种温度异常低的环境，是为了减少数据读取噪声。

美光正在推动 232L NAND 作为 176L NAND 的全栈替代品——该公司认为新产品适用于从移动和物联网到 PC 和数据中心产品的所有领域。美光称，新的 NAND 已经开始交付特定客户，首先是自家 Crucial 英睿达 SSD 产品，今年晚些时候新产品将进一步增加产量，几个月后，我们就可以在消费市场上看到新版 SSD 固态硬盘了。

美光目前没有宣布任何新的 Crucial 产品，这或许意味着 Crucial 将在现有产品中部署新的 NAND，因此人们需要关注新产品的性能表现。

参考内容：

https://spectrum.ieee.org/micron-is-first-to-deliver-3d-flash-chips-with-more-than-200-layers

https://www.anandtech.com/show/17509/microns-232-layer-nand-now-shipping

https://www.tomshardware.com/news/micron-takes-lead-with-232-layer-nand-up-to-2tb-per-chip-package

https://www.micron.com/products/nand-flash/232-layer-nand

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