Marvell 88NV1160 : 90 mm² kleiner SSD-Controller mit 4 Kanälen und NVMe 1.3

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Marvell 88NV1160: 90 mm² kleiner SSD-Controller mit 4 Kanälen und NVMe 1.3
Bild: Marvell

Für kleine BGA-SSDs hat Marvell den neuen Controller 88NV1160 konzipiert. Den Verzicht auf DRAM-Cache kompensiert die Technik Host Memory Buffer (HMB). Dabei bedient sich der SSD-Controller eines Teils des System-RAM. Neben Kosten spart das sogenannte DRAM-less-Prinzip auch Platz: Der NMVe-Controller ist mit 9 × 10 mm winzig.

Mehr Leistung durch 4 Kanäle und PCIe 3.0 x2

Der Marvell 88NV1160 ist der neueste Spross der 88NV11xx-Familie. Gegenüber dem verwandten NVMe-Modell 88NV1140 hat Marvell dem Neuling mit PCIe 3.0 x2 sowohl eine doppelt so schnelle Schnittstelle als auch doppelt so viele Speicherkanäle spendiert. Dadurch soll die maximale Transferrate auf 1.600 MB/s anwachsen. Der Vierkanal-Controller ist zudem bereits zu NVMe 1.3 kompatibel, der 88NV1140 bietet dies inzwischen auch. Verbesserungen bei Schnittstelle und Speicheranbindung machen sich in einem größeren Package bemerkbar: Bei 88NV1140 und 88NV1120 (SATA) ist das Chip-Gehäuse lediglich 8 × 8 mm groß. Auch das neue Modell wird weiter in einem 28-nm-CMOS-Verfahren hergestellt.

Marvell 88NV1160 Marvell 88NV1140 Marvell 88NV1120
Fertigung 28 nm (CMOS, low power)
CPU 2 Cortex-R5-Kerne
NAND Channel 4 2
Cache Embedded SRAM (DRAM-less)
Host Memory Buffer
Interface (extern) PCI Express 3.0 x2
(NVMe 1.3 oder Legacy AHCI)
PCI Express 3.0 x1
(NVMe 1.3 oder Legacy AHCI)
SATA 6 Gb/s (AHCI)
Interface (NAND) ONFI 3, Toggle 2.0
ECC LDPC Gen3 (NANDEdge)
Power Management PCIe low power L1.2 SATA DevSleep
SoC Package 9 × 10 mm TFBGA 8 × 8 mm TFBGA

Eine weitere Gemeinsamkeit der nun Drillingsserie ist der Einsatz von zwei CPU-Kernen der Reihe ARM Cortex-R5. Alle Modelle verstehen zudem die von Marvell NANDEdge getaufte LDPC-Fehlerkorrektur der dritten Generation, die auch den Einsatz von TLC- und sogar kommendem QLC-3D-Speicher ermöglicht.

Marvell 88NV1160
Marvell 88NV1160 (Bild: Marvell)

Host Memory Buffer gegen fehlenden DRAM

Allein aus Platzgründen ist die Controller Serie als DRAM-less ohne einen DRAM-Cache zur Datenzwischenspeicherung gestaltet. Stattdessen ist ein kleiner SRAM-Cache verbaut, der aber nicht ausreicht, um den weitaus größeren DRAM zu ersetzen. Die beiden NVMe-Modelle unterstützen die Technik Host Memory Buffer (HMB) als optionale Erweiterung der NVMe-Spezifikation 1.2. So kann auch der neue 88NV1160 auf einen Teil des Systemspeichers zurückgreifen, um diesen als Cache zu reservieren. Damit das funktioniert, muss aber auch der NVMe-Treiber diese Funktion unterstützen. Gänzlich ohne Cache leiden SSDs unter einer niedrigeren Leistung bei wahlfreien Zugriffen, HMB soll dieses Manko zumindest teilweise kompensieren.

Controller für Mini-SSDs

Die 88NVxx-Serie ist vornehmlich für winzige BGA-SSDs bestimmt, die in den Größen 16 × 20 mm oder 11,5 × 13 mm direkt auf einer Hauptplatine verlötet werden. Aber auch kurze M.2-Module der Formate M.2 2230 (3 cm lang) oder M.2 2242 (4,2 cm lang) sind als Einsatzgebiet vorgesehen.

Toshiba hatte erst kürzlich eine neue Version der Mini-SSDs der BG-Familie vorgestellt, die dank 3D-NAND auf 512 GByte Speicherplatz kommt. Es wäre durchaus denkbar, dass Toshiba dabei auf Controller-Technik von Marvell zurückgreift, denn den Host Memory Buffer unterstützen die SSDs ebenfalls. Die kleinen SSDs sollen unter anderem in Mobilgeräten wie Tablets oder 2-in-1-Notebooks verbaut werden.

Toshiba BG Series
Toshiba BG Series (Bild: Toshiba)