強化 3D TLC 快閃記憶體支援，SMI 新推出 SM2258 固態硬碟控制器

SMI 為台灣的固態硬碟控制器三大廠之一，隨著固態硬碟產業結構轉變，最近幾年有越來越多世界級固態硬碟廠商，採用 SMI 所推出的控制器解決方案。因應 Micron 等晶圓廠即將大舉推動 3D 快閃記憶體，SMI 於展覽期間發表新一代控制器 SM2258，藉以提供更為完整的支援。

SM2258 是款消費性等級 SATA 6Gb/s 介面控制器，儘管 話題看似熱門，然而 SATA 6Gb/s 仍為市場當前主流，因而有推陳出新的價值。其架構設計可說是植基於 、SM2246EN 等既有產品，核心關鍵技術包含 NANDXtend 與  LDPC（Low Density Parity Check）錯誤修正碼，資料傳輸通道仍為 4 個，新增支援 3D TLC 類型快閃記憶體。

針對 3D TLC 類型快閃記憶體架構特性最佳化設計，SMI 如同推出 SM2256 時所標榜，指出自家設計方案能使顆粒的寫入、抺除次數提升 3 倍。除了增進可靠度、耐用度之外，還採用 Direct-to-TLC 和 SLC 模擬快取演算法，得以提供最佳的性能表現。集合這些特性於一體的 SM2258，消耗功率控制也有所精進，比 SM2256 還要更適合行動平台。

▲ SMI 最新 SATA 6Gb/s、PCIe NVMe 固態硬碟控制器展示區。

SMI 方面認為，MLC、TLC 再加上 3D 製程架構，諸多類型快閃記憶體都有不同特性。就內部耐久度之類模擬測試經驗而言，他們認為控制器的功能設計相當重要，快閃記憶體類型倒是其次。因為即便是 SLC 也會有損耗/壞問題，如果控制器沒有良好的錯誤修正能力，所儲存資料仍然具有相當風險性，因此是沒有可靠度、耐用度可言。

反之，SMI 三層結構設計的 NANDXtend 技術，正是為了讓每一筆所儲存資料，由 3 個層級依序修正錯誤。如此能降低顆粒類型差異影響，即便是理論抹寫次數較少的 TLC 類型顆粒，進入自然損耗/壞階段時，仍然可以提供一定的資料儲存可靠度。至於是否真的能夠提升 3 倍抹寫次數壽命，我們想這是基於某些指標性條件，所推算出來的相似效益參考值。

▲ NANDXtend 技術包含 RAID 架構資料救援/回復、軟體解碼、硬體解碼，3 層錯誤修正機制，能使快閃記憶體理論抹寫次數提升 3 倍。

▲ 快閃記憶體使用久了，損耗甚至損壞都會使可靠度與性能降低，NANDXtend 技術標榜具有良好控制能力。

近兩年 TLC 應用開始崛起，相信大家對於所謂的 SLC 模擬快取，諸如此類名稱與用意相似的加速架構，並不會太過於陌生。就先天結構而言，TLC 類型顆粒的寫入速度是不比 MLC，故各家控制器廠商都紛紛投入此類功能開發。SM2258 是結合先進 Direct-to-TLC 和 SLC 模擬快取演算法，標榜能提供比既有設計更大容量的加速區間。

SM2258 的 SLC 模擬快取演算法，基本設定使用容量上限占比約為 33％（既有設計約為 5％ 上下），實際比例由固態硬碟製造商自行決定。SMI 於現場準備了 SM2258 搭 Micon 製 3D TLC 顆粒的樣品機，以 HD Tune Pro 寫入測試來展現性能，我們實際把玩後得到結果如下圖所示，寫入速度曲線猶如常見 2D MLC 顆粒機種般平直。

▲ SM2258 結合 Direct-to-TLC 和 SLC 模擬快取演算法，並且加大設定容量占比。

▲ SM2258 控制器搭配 Micron 製 3D TLC 顆粒性能展示平台。

▲ 承上，寫入曲線和 2D MLC 顆粒搭配組合一樣平直。

產品介紹期間，SMI 也蜻蜓點水提到首款 PCIe NVMe 控制器 SM2260，如開頭圖片最右邊 Micron 製 M.2 模組。SM2260 是基於 PCIe 3.0 x4、NVMe 1.2 規格設計，並且支援 3D MLC/TLC 類型顆粒，SMI 尚未正式發表推出。只不過採用廠商之一的 Micron，於日前品牌策略調整記者會上，搶先展出名為 Ballistix TX 的樣品（並非 SMI 公版），後續動態我們會持續關注之。

▲ Micron 將 Ballistix 自 Crucial 品牌獨立出來，成為專注遊戲、性能導向的新通路品牌，首款固態硬碟 Ballistix TX3 正是採用 SMI 設計方案。

▲ Ballistix TX3 動態展出的性能表現一般，Micron 表示韌體仍在調校階段，SMI 亦指出這還沒有達到理想值，平均水準應可達讀取 2500MB/s、寫入 1200MB/s 左右。

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