Контроллеры SSD

Мы уже разбирались, что такое SSD-накопители, выяснили, каких форм-факторов они бывают, бросили взгляд на типы применяемой NAND-памяти. Все это полезно, если планируется приобретение твердотельного диска, но не менее важным служит то, кто, собственно, управляет работой накопителя. Как у всего компьютера есть процессор, так и функционирование SSD-диска обеспечивается контроллером, установленным в нем. Именно от него во многом зависят характеристики накопителя и то, насколько оправданной будет покупка. Про контроллеры SSD, про то, кто их сейчас делает, что они могут, и поговорим.

Контроллер – зачем нужен

контроллеры SSDОн обеспечивает обмен данными с шиной (SATA или PCIe), а также управляет операциями записи/чтения в ячейки памяти, контролирует состояние ячеек, выполняет их обслуживание и прочую вспомогательную работу. От того, насколько эффективно он этим занимается, и зависит быстродействие всего накопителя. Управляет работой специальная программа, зашитая в контроллер, и многие производители регулярно выпускают ее обновления, устраняющие найденные ошибки, оптимизирующие работу.

Производителей этих управляющих работой процессоров существенно меньше брендов, под которыми выпускаются SSD-накопители. Есть определенная дифференциация этих производителей, часть которых априори относится к тем, кто выпускает премиумную продукцию, и те, чьи контроллеры обычно используются в бюджетных накопителях. Тем не менее, ничто не вечно, и быстродействующие решения можно найти даже у тех разработчиков, которые, казалось бы, вполне комфортно чувствуют себя в качестве поставщика решений для дешевых дисков.

Различаются и способы работы с клиентами. Дело в том, что, например, компания Marvell может поставлять свои контроллеры без прошивки, или требуется ее серьезная доработка. Задача по ее созданию ложится на производителя SSD-дисков, а дело это непростое, поэтому по силам только серьезным компаниям, например, Crucial, Plextor и т. п.

Совсем другое дело – компания Phison. Она предлагает уже готовые решения в виде контроллера с прошивкой, платы, микросхем памяти и даже корпуса. По сути, остается только наклеить этикетку со своим брендом и выпустить «произведенный» SSD на рынок. Собственно, этим и объясняется наличие таких производителей, как «Smartbuy», «GOODRAM» и прочих.

Впрочем, даже известные компании не гнушаются идти подобным путем, правда, имея солидные инженерно-программистские возможности – дорабатывают или полностью переделывают прошивки самостоятельно. Характерный пример – компании Intel и Plextor, которые использовали контроллер Silicon Motion SM2258, типичного представителя решений для бюджетных накопителей. Использовав эталонный вариант поставки, в Intel выпустили модель 540s, уже «отметившуюся» унылой производительностью и стабильно занимающую последние места в различных тестированиях.

Совсем не так поступил Plextor в своём накопителе S2C, тестирование которого на надежность я недавно завершил. Была полностью переписана микропрограмма. Результат виден невооруженным глазом. Конечно, в лидеры диск не вырвался, не стоит надеяться на чудо, но из контроллера удалось выжать заметно больше.

Давайте посмотрим, чьи контроллеры можно встретить в тех SSD-накопителях, которые доступны на рынке.

JMicron

контроллеры SSDОдин из старейших производителей, в свое время «отметившийся» неудачными моделями, чем серьезно повредил своей репутации. С тех пор сумел поправить ситуацию, выпустив вполне удачные версии контроллеров. В данный момент моделей SSD с использованием JMicron мало, учитывая наличие серьезных альтернатив. Все существующие на данный момент контроллеры предназначены для работы с шиной SATA. О поддержке более скоростной PCIe пока что ничего конкретного не слышно.

Тем не менее, можно встретить накопители на следующих контроллерах:

  • JMF667H. Устаревшая модель, найти которую сейчас уже нельзя.
  • JMF670H. Все еще встречающийся контроллер, являющийся обновлением предыдущего. В основе – одноядерный процессор ARM968 с архитектурой ARM9. Максимальная емкость накопителя – 512 ГБ. На его основе, например, выпускается ADATA XPG SX930. Это явно бюджетное решение, которое соперничать может разве что с Silicon Motion SM2246EN и Phison S10. Проблема заключается в том, что в недорогих SSD все активнее применяется память TLC, а вот именно с этим типом контроллер работать не умеет. Связано это с тем, что для работы с памятью TLC требуются продвинутые алгоритмы коррекции ошибок, а этот контроллер похвастаться ими не может. Зато с поддержкой памяти MLC проблем нет. Тем не менее, это уже устаревшая модель.
  • JMF680H. Обещанное обновление контроллера, в котором должна появиться поддержка TLC памяти и максимальная емкость накопителя должна составлять 2 ТБ. К сожалению, хотя первоначально планировалось выпустить JMF680H еще год назад, до сих пор его нет.

Marvell

контроллеры SSDКомпания Marvell – один из старейших производителей контроллеров, предлагающий целый ряд моделей. Это отнюдь не бюджетные модели, и накопители, выпускаемые на базе этого контроллера, претендуют как минимум на место в классе средне- и высокопроизводительных моделей.

Возможность внести изменения в исходную прошивку позволяет разработчикам добиваться разных результатов при том, что конфигурация накопителей схожая. Что и отражают многочисленные тесты. В целом наличие контроллера Marvell уже само по себе подразумевает достойный уровень производительности.

На данный момент актуальны следующие модели контроллеров:

  • 88SS9187. Уже устаревающая модель, SSD c которой, тем не менее, еще можно найти в продаже, например, Plextor M6 Pro. Используются 8 каналов и, в целом, на его основе изготавливались весьма производительные накопители.
  • 88SS1074. Это двухъядерный (процессор ARMv5, частота работы 400 МГц) четырехканальный контроллер, который поддерживает все современные типы памяти, включая 3D NAND. Сам производитель ориентирует свои решения для накопителей среднего класса. За счет уменьшения количества ядер и снижения производительности удалось снизить стоимость контроллера. Поддерживается шина SATA.
  • 88NV11xx Family. (88NV1120 – SATA, 88NV1140 – PCIe Gen3x1, 88NV1160 — PCIe 3×2). Семейство двухъядерных (используются процессоры ARM на ядре Cortex R5) контроллеров, ориентированных на применение в накопителях бюджетного класса. Это вполне удачная попытка соперничать с дешевыми решениями от Silicon Motion и Phison. Не поддерживается использование микросхемы буферной памяти (как сейчас называют DRAM-less контроллеры). В семейство входят 3 модели:
    • 88NV1120 – поддерживается шина SATA.
    • 88NV1140 – поддерживается шина PCIe Gen3x1.
    • 88NV1160 – поддерживается шина PCIe Gen3x2.
  • 88SS1093. Новый контроллер для шины PCIe, первый у компании Marvell, поддерживающий протокол NVMe версии 1.1b. Используются три ядра (процессоры ARM на ядре Cortex R5) и 8 каналов. Ориентирован для высокопроизводительных накопителей, что, собственно, и показывают появляющиеся на его базе модели. Наличие температурного датчика, похоже, сделано не только для удобства. Контроллер получился довольно горячим, что подтверждается, например, накопителем Plextor M8PeGN (в форм-факторе M.2) имеющим склонность к перегреву и троттлингу, чем, собственно, и заведует термодатчик.
  • 88SS1092. Совсем недавно анонсированный контроллер, являющийся вторым поколением с поддержкой протокола NVMe. Из заметных отличий, которые можно найти в спецификации, только увеличенный объем поддерживаемой памяти (DDR3, DDR4, LPDDR2 и LPDDR3) до 8 ГБ. В предыдущем 88SS1093 это значение составляло 2 ГБ. Ждем первых обзоров.
Модель88NV112088NV114088NV116088SS109288SS1093
ШинаSATAPCIe Gen3x1PCIe Gen3x2PCIe Gen3x4
ПротоколAHCIAHCI, NVMe 1.3AHCI, NVMe 1.3AHCI, NVMe 1.1b
Поддерживаемая памятьMLC/TLC
Поддержка 3D NAND+
Кол-во ядер CPU23
Тип CPUARM Cortex R5
Частота CPU, МГц400500
Потоков48
ШифрованиеAES-256

SandForce (LSI)

контроллеры SSDТакже один из старейших и уважаемых производителей, о котором, к сожалению, давно толком ничего не слышно. Даже те производители SSD-накопителей, которые традиционно отдавали предпочтение контроллерам SandForce, перешли на использование альтернативных решений. Ожидание выхода новых моделей контроллеров уже слишком затянулось. Тем не менее, до сих пор можно найти в продаже накопители на довольно старом, но все еще актуальном контроллере SF-2281. Например, Kingston HyperX FURY.

Silicon Motion

контроллеры SSDДовольно молодой производитель, контроллеры которого можно смело отнести к бюджетному классу. Тем не менее, регулярно обновляется линейка контроллеров, в последней модели появилась поддержка шины PCIe и протокола NVMe.

Компания Silicon Motion поставляет не только собственно контроллеры, но и весь набор, чтобы начать выпускать SSD-диски. Поэтому многочисленные накопители доселе неизвестных компаний, да и те, на которых стоит известный в компьютерном мире бренд, использующие начинку от Silicon Motion, по сути, ничем, кроме этикеток, не отличаются.

В настоящее время можно найти SD-диски на следующих контроллерах:

  • SM2256. Довольно удачный 4-канальный контроллер, поддерживающий шину SATA.
  • SM2258. Обновленная модель для шины SATA. Популярное решение для SSD-накопителей начального уровня. Больших отличий от предыдущего нет, за исключением более качественной поддержки памяти 3D TLC NAND, новых алгоритмов SLC-кэширования и еще ряда мелких улучшений. Тем не менее, множество моделей бюджетных накопителей построено на базе этого контроллера.
  • SM2260. Новая модель с поддержкой NVMe PCIe. Новая скоростная шина потребовала изменения в архитектуре контроллера, что вылилось в применение двухъядерного процессора с 8 потоками. Такая конфигурация выглядит довольно слабой на фоне трех и более ядер в контроллерах других компаний, но и ориентированность решений Silicon Motion распространяется на нижний сегмент твердотельных накопителей с поддержкой этой шины.
МодельSM2256SM2258SM2260
ШинаSATAPCIe Gen3x4
Протокол  NVMe 1.2
Поддерживаемая памятьMLC/TLC
Поддержка 3D NAND+
Кол-во ядер CPU12
Тип CPU32-bit Argonaut RISCARM Cortex
Потоков48
ШифрованиеAES-256

Phison

контроллеры SSDЕще один производитель «из молодых». Бюджетность контроллеров этой компании всегда была очевидна. SandForce, Marvell и иже с ними всегда играли в другой лиге. И все же то, что предлагает компания, заслуживает внимания, тем более, что есть интересные решения. Под брендом Phison поставляется еще и память, на самом деле, производимая Toshiba (OCZ), с которой налажено тесное сотрудничество.

  • PS3108-S8. Уже отжившая свой век 8-канальная модель для шины SATA. Тем не менее, еще можно найти в некоторых моделях бюджетных SSD-дисков.
  • PS3110-S10. Новый 4-ядерный контроллер с 8 потоками. Совокупность качеств позволяет уже соперничать с доселе недостижимыми конкурентами. Весьма интересная модель для недорогих накопителей, при этом показывающих производительность скорее на среднем уровне, что как-то не позволяет по этому параметру относить к бюджетным решениям. От репутации производителя самых дешевых и самых медленных контроллеров компания постепенно уходит.Есть разные версии этого контроллера:
    • PS3110-S10C — 4-х канальный контроллер.
    • PS3110-S10-X — 8-канальный вариант.
  • PS3111-S11 – более дешевая модификация предыдущей модели, в которой установлен одноядерный процессор. Это тоже весьма интересное решение, на базе которого получаются весьма неплохие накопители для повседневного использования без высокой нагрузки на дисковую подсистему. Можно сказать, это более чем крепкий бюджетник, с замашками на производительность, которая приближается к среднему классу. Учитывая низкую стоимость, привлекательность становится еще выше.
  • PS5007-E7 – 4-ядерный, 8-канальный контроллер под шину PCIe и поддерживающий протокол NVMe версии 1.2. Построенные на его основе такие SSD, как Corsair Force MP500 или Patriot Hellfire M.2, показывают более чем достойные результаты. Заявлена поддержка всех видов памяти. Между анонсом и реальным выходом на рынок прошло довольно много времени, которое было потрачено на отладку микропрограммы. В целом, в полку производительных решений для шины PCIe прибыло.
  • PS5008-E8/E8T – урезанная версия предыдущего контроллера, использующая только 2 линии PCIe. Кстати, попадалась информация, что данный контроллер планирует использовать Intel в своем SSD 600p, в котором на данный момент устанавливается Silicon Motion SM2260. Из доступных 8 каналов в этой модели диска используются только 6 из-за особенностей применяемых микросхем памяти. Этот SSD стал печально известен своей унылой производительностью, на уровне средних моделей, использующих шину SATA, хотя 600p – это SSD, работающий на шине PCIe. С контроллером от Phison удалось удвоить скорость последовательного чтения.
МодельPS3108-S8PS3110-S10PS3111-S11PS5007-E7PS5008-E8/E8T
ШинаSATAPCIe Gen3x4PCIe Gen3x2
Протокол   NVMe 1.1bNVMe 1.2
Поддерживаемая памятьSLC/MLCMLC/TLC

 

Поддержка 3D NAND+
Макс. емкость, ГБ12122/1
Кол-во ядер CPU1414 
Потоков8284
ШифрованиеAES-256AES-256

Samsung

Компания имеет все ресурсы производить все необходимое самостоятельно. Тот факт, что именно Samsung сумела первой выпустить память 3D NAND и соответствующие высокопроизводительные контроллеры, во многом определило то, что накопители именно этого бренда часто рассматриваются как цель, которую все остальные стремятся достичь.

Новый контроллер Polaris имеет 5 ядер с архитектурой ARM, причем 1 ядро занимается обеспечением обмена между шиной PCIe и контроллером. Диски Samsung не являются дешевыми, но и быстродействие у них соответствующее.

Toshiba (Indilinx)

контроллеры SSDС контроллерами тут история занятная. В свои накопители, а также те, которые выпускаются под брендом «OCZ», устанавливаются собственные контроллеры, которыми являются модифицированные решения от Marvell, Phison или SandForce, хотя в свое время в состав Toshiba вошла компания Indilinx.

Учитывая серьезные технологические возможности компании, доработанные контроллеры других компаний (новые прошивки, сочетание с собственной же памятью), позволяют получать весьма достойные результаты. Выпускаемые под собственным брендом накопители (Toshiba или OCZ, что, суть, одно и то же), неизбежно оказываются в числе лучших в своих классах.

Заключение. Контроллеры SSD – какие лучше?

контроллеры SSDОтветить на это сложно. Та ситуация, которая наблюдалась еще пару лет назад, изменилась существенно. Раньше все было понятно: на одной стороне «поля» играли Phison и Silicon Motion, предлагая звезд с неба не хватавшие, но дешевые контроллеры. На другой – SandForce, Marvell, не говоря уже о Samsung. О низкой цене говорить не приходилось, но и о низкой производительности речи не было.

Сейчас же «все смешалось в доме Облонских». SandForce и JMicron, после перехода к другим хозяевам, дружно «ушли в тину», и пока что выглядывать не собираются, хотя и были анонсы новых продуктов.

Зато те, на которых ранее посматривали свысока, смогли удивить. Если Silicon Motion по-прежнему фокусируется на бюджетных решениях, Phison активно рвется в более высокий класс, и небезуспешно. Новые модели SSD-дисков на их контроллерах демонстрируют весьма высокие результаты на тестах.

О том, как подобрать SSD, учитывая, помимо всего прочего, и установленный контроллер, можете прочитать в этом материале.

Возможно Вам будет это интересно:

10 комментариев

  1. Николай:

    Кстати, сейчас ещё и Realtek вышла на этот рынок.
    ADATA выкатила М.2 ADATA XPG SX6000 SSD с 5-летней (!) гарантией на базе Realtek, что занятно. Видать, хороши алгоритмы в нём распределения износа ячеек, раз такую гарантию дают.
    По скорости не фонтан на низкой глубине очереди, конечно — 30МБ/с чтение, 115МБ/с запись.

  2. Алексей:

    У меня SSD PLEXTOR_PX-128M5Pro, куплен в 2013 году. Стоит с системой и одной игрой WoT. Соответственно нагрузки в плане записи-перезаписи немаленькие. Работает всё-ещё отлично. За 5 лет скорость не просела, по тестам износа нет. Так-что SSD сами по себе довольно надёжная вещь. И кстати, на него тоже 5 лет гарантии ). Так-что он ещё пока на гарантии )).

  3. Наталья:

    Спасибо большое автору статьи! Капитально помог в выборе жесткого диска!

  4. доброго дня,такая ситуация — SSD OCZ Trion 150 на нем сгорел диод,поменяли…работал.но не долго… несколько раз выдал экран смерти но потом опять так и не определялся…через некоторое время определился но опять с синим экраном,,,сейчас не определяется и при этом греется контролер при включении,но при выключении остывает сразу,какие варианты? контролер умер?спасибо за внимание

    • Андрей:

      Здравствуйте.
      Пробовали проверять SSD на разных компьютерах? Без накопителя компьютер работает стабильно, без синих экранов?
      Сгоревший контроллер — вполне обычная вещь, к сожалению, случающаяся.

  5. Сергей:

    Спасибо автору хорошая статья.

  6. Тони:

    Не подскажите какой точно контроллер используется в 960Gb SSD Patriot Burst (PBU960GS25SSDR) ?
    Думаю большая разница между PS3110-S10 и PS3111-S11 не в пользу второго, раз он одноядерный

    • Андрей:

      Какой там контроллер — точно не скажу. У меня такого SSD нет. Вроде бы там PS3111-S11.
      Дело даже не столько в том, что одноядерный, а в том, что PS3111-S11 — это контроллер, который не использует буферную DRAM, что не очень хорошо для операции записи.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

.