Flashtec NVMe 4016: SSD-Controller mit PCIe 5.0 für 3+ Mio. IOPS und 200+ TB

Mit dem Flashtec NVMe 4016 hat Microchip den nach eigenen Angaben „branchenweit leistungsstärksten PCIe Gen 5 NVMe SSD-Controller“ vorgestellt. Der 16-Kanal-Controller soll SSDs mit über 14 GB/s und mehr als 3 Millionen IOPS ermöglichen, die die Schnittstelle PCIe 5.0 x4 „voll“ ausreizen.

Wie Microchip mitteilt, steht der NVMe 4016 mit der Kennung PM8667 jetzt zur Bemusterung (Sampling) zur Verfügung und soll etwa bei kommenden Servern mit der CPU-Generation Intel Sapphire Rapids zum Einsatz kommen. Der Chip unterstützt sowohl PCIe 5.0 x8 (~32 GB/s brutto) als auch zweimal PCIe 5.0 x4 (~16 GB/s brutto). Die genannten Leistungswerte liegen am praktischen Limit von PCIe 5.0 x4 und dürften auch das vorerst maximal mögliche darstellen.

FADU verspricht ein ähnliches Leistungsniveau

Ob der Chip wirklich der schnellste sein wird, bleibt aber abzuwarten. Denn der Newcomer FADU hat schon zuvor den 16-Kanal-Controller FC5161 mit PCIe 5.0 angekündigt, der SSDs mit 3,4 Millionen IOPS und 14,6 GB/s beim Lesen ermöglichen soll. Das Leistungsniveau wäre zumindest in diesen Disziplinen also sehr ähnlich.

Controller für zukünftíge 200-TB-SSDs

Der Flashtec NVMe 4016 unterstützt NAND-Schnittstellen (Toggle, ONFI) mit bis zu 2.400 MT/s, die aber erst kommende Generationen 3D-NAND bieten werden. Ebenfalls Zukunftsmusik sind die „200+ TB“ Speicherkapazität für SSDs mit diesem Controller, der wenig überraschend auch NVMe 2.0 und dessen neue Features wie Zoned Name Spaces unterstützt.

• 16 independent Flash channels
• Industry leading security and encryption, including PCIe lane encryption
• SLC, MLC, Enterprise MLC, TLC and QLC Flash with Toggle and ONFI interface supporting up to 2400 MT/s
• Innovative new Machine Learning (ML) technology
• Advanced Credit Management technology offers stringent Quality of Service (QoS)
• Advanced virtualization with multiple functions support
• PCIe Gen 5 x8 or dual independent PCIe Gen 5 x4 (active, active/standby) host interface, compliant with PCIe 5.0 base specification and NVMe 2.0 protocol
• Achieve 3M+ random read IOPS on 4 KB operations
• Data integrity and reliability: Strong LDPC Flash ECC, Flash channel RAID and end-to-end data protection
• PCIe Gen 5 optimized to achieve 14+ GB/s bandwidth
• Enables high capacity SSDs up to 200+ TB

Microchip

Dank „starker LDPC Flash ECC“ kann der SSD-Controller nicht nur mit SLC-, MLC- und TLC-Flash, sondern auch mit QLC-NAND mit 4 Bit pro Zelle umgehen. Es ist zu erwarten, dass QLC-NAND künftig auch im Bereich der Enterprise-SSDs eine größere Rolle spielen wird. Der NVMe 4016 sei zudem „der erste PCIe-Gen-5-Controller, der die Unterstützung der PCIe-Verbindungsverschlüsselung“ (PCIe link encryption) einführt, lässt Microchip in der Pressemitteilung verlauten. Mit dualer Signaturauthentifizierung und Trusted Platform-Unterstützung erfülle der Controller „alle kritischen Anforderungen an die Sicherheit von Speicher- und Unternehmensanwendungen.“ Außerdem soll eine programmierbare Machine-Learning-Engine mehr Möglichkeiten zur Abstimmung der SSD-Leistung bieten.

Mögliche Abnehmer und der große Konkurrent

Potenzielle Abnehmer der neuen Technik sind die NAND- und SSD-Hersteller Kioxia und SK Hynix, von denen Vertreter bei der Vorstellung des Chips zitiert werden. Laut Berichten setzt SK Hynix künftig aber (auch) auf FADU.

Welche Controller-Technik hinter dem Prototypen einer PCIe-5.0-SSD mit 14 GB/s und 2,5 Millionen IOPS steckt, den Kioxia demonstriert hat, ist nicht bekannt.

Mit eigenem Controller bestückt wiederum der Marktführer Samsung seine PM1743 SSD mit PCIe 5.0, die 13 GB/s und 2,5 Millionen IOPS erreichen soll.