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在2023云棲大會(huì)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(guó)數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)峰會(huì)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(shí)代更好的存儲(chǔ)底座”演講中，詳細(xì)介紹了鎮(zhèn)岳510的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和特性。

峰會(huì)期間，DOIT總編宋家雨特邀周冠鋒進(jìn)行了專訪，結(jié)合鎮(zhèn)岳510應(yīng)用前景進(jìn)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(qǐng)簡(jiǎn)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(jí)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(chǔ)顆粒，具有極高IOPS性能(3400K IOPS)，以及超低時(shí)延(4us)。適用于AI計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析、在線交易、高性能數(shù)據(jù)庫(kù)、分布式存儲(chǔ)等業(yè)務(wù)場(chǎng)景。

鎮(zhèn)岳510在2022年底一次性流片成功，2023年回片之后，通過(guò)了內(nèi)部大量的性能、功能、可靠性和兼容性等測(cè)試，目前已經(jīng)達(dá)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(duì)此做了哪些優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)了這樣表現(xiàn)?

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

鎮(zhèn)岳510內(nèi)置了我們自主創(chuàng)新的IO自動(dòng)化處理機(jī)制。對(duì)于寫入操作(IO)的整個(gè)流程，從主機(jī)構(gòu)建提交IO命令(SQE)，到SSD解析命令、進(jìn)行命令切片，到SSD執(zhí)行數(shù)據(jù)DMA，再到SSD啟動(dòng)FTL表項(xiàng)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(shí)現(xiàn)了全面的硬件自動(dòng)化。這種自動(dòng)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(shí)間理論上可以非常接近PCIe鏈路的延遲。通過(guò)這些自動(dòng)化機(jī)制，鎮(zhèn)岳510最終實(shí)現(xiàn)了4us的IO執(zhí)行時(shí)延，這個(gè)數(shù)字比現(xiàn)在業(yè)界SSD的指標(biāo)降低了30%以上。

Q3

宋家雨：從產(chǎn)品實(shí)踐的角度，除了優(yōu)秀的時(shí)延，鎮(zhèn)岳510的差錯(cuò)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(zé)就是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的可靠性，而衡量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)可靠性的一個(gè)重要指標(biāo)，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(shí)，會(huì)有多大的概率出現(xiàn)數(shù)據(jù)無(wú)法糾錯(cuò)，這個(gè)指標(biāo)，越小越好。行業(yè)內(nèi)企業(yè)級(jí)SSD的UBER指標(biāo)為10^-17，也即每讀取10億億筆數(shù)據(jù)，可能會(huì)有一筆數(shù)據(jù)出錯(cuò)。

而鎮(zhèn)岳510通過(guò)自研的LDPC算法，并通過(guò)對(duì)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(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，優(yōu)化了一個(gè)數(shù)量級(jí)。僅僅依靠LDPC糾錯(cuò)算法，就可以達(dá)到10的負(fù)17次方的UBER ，再結(jié)合RAID算法，就可以達(dá)到10的負(fù)18次方的水平，相當(dāng)于百億億筆數(shù)據(jù)才可能有一筆數(shù)據(jù)出錯(cuò)。所以說(shuō)，完全可以滿足各種業(yè)務(wù)場(chǎng)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(duì)不同品牌的NAND顆粒，只需要在固件上進(jìn)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(huì)用在消費(fèi)類產(chǎn)品市場(chǎng)嗎?

周冠鋒：鎮(zhèn)岳510聚焦在企業(yè)級(jí)SSD市場(chǎng)，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(chǎng)景，但消費(fèi)者場(chǎng)景是另外一個(gè)賽道，并不是這個(gè)芯片的適用場(chǎng)景。

在企業(yè)級(jí)SSD場(chǎng)景中，鎮(zhèn)岳510芯片已通過(guò)大量硬件兼容性測(cè)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(gè)版本的Linux、Windows，在業(yè)務(wù)上，適用于AI計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析、在線業(yè)務(wù)交易、分布式存儲(chǔ)等通用場(chǎng)景。可以說(shuō)，凡是需要大容量、或高IO性能的場(chǎng)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(shí)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(gè)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(jì)團(tuán)隊(duì)、封裝設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，還有非常富有經(jīng)驗(yàn)的軟件團(tuán)隊(duì)?？梢詣偃螐?fù)雜大型芯片的全流程設(shè)計(jì)。

SSD主控芯片是一個(gè)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(jì)團(tuán)隊(duì)，算法設(shè)計(jì)、介質(zhì)研究的團(tuán)隊(duì)，還有完善的固件團(tuán)隊(duì)，同時(shí)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(chǎng)定位和市場(chǎng)布局是怎樣的?

周冠鋒：我們會(huì)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(lái)支持客戶打造優(yōu)異的SSD產(chǎn)品。希望做智能化時(shí)代的存儲(chǔ)基座，這是鎮(zhèn)岳芯片的定位。