广告

国产SSD主控芯片发布,让存算一体与可信计算兼得

2023-03-16 11:34:08 赵明灿 阅读:
国产SSD主控芯片发布,让存算一体与可信计算兼得
忆芯科技高端企业级芯片及方案发布会在合肥举行。“集成电路是整个可信根的根。没有集成电路是不行的,尽管软件定义,但是一定要软硬结合,以硬件为根。”沈昌祥院士认为。

目前,我们的数字经济遇到了良好的机遇,但也有严峻的安全挑战。近来,党的二十大提出了“加快建设网络强国、数字中国”的战略规划。网络安全是建设的底座,也是推动经济高质量发展的有效途径,所以我们必须要搞好网络安全保障体系。GjIednc

3月2日,忆芯科技高端企业级芯片及方案发布会在合肥举行,中国工程院院士、国家集成电路产业发展咨询委员会委员沈昌祥院士受邀,带来了“用主动免疫可信计算确保智能存储安全可信”演讲。他指出,“大数据是钻石矿”,具有多源异构、非结构化、低价值度和快速处理等特点。智能存储系统虽然提供了高度优化的I/O处理能力,但同时对数据安全也将造成极大的风险。GjIednc

GjIednc

数字经济面临着严重威胁。2017年爆发了“WannaCry”勒索病毒;2018年,台积电遭到勒索病毒入侵;2021年美国最大成品油管道运营商Colonial Pipeline受到勒索软件攻击……因此,我们一定要按照主动免疫去构建保障体系。“我们数字安全脆弱的问题不是因为有漏洞,是因为计算机原理少攻防理念,冯·诺依曼计算机结构缺防护部件。”沈昌祥院士指出。GjIednc

作为应对方法,沈昌祥院士提出了:“一种”新模式,计算同时进行安全防护;“二重”体系结构,计算部件+防护部件;“三重”防护框架;“四要素”可信动态访问控制;“五环节”全程管控,技管并重;以及“六不”防护效果。 GjIednc

“我们必须实施等级保护,保障数字经济,我们的集成电路产业一定要安全可信。”沈昌祥院士强调。他认为,集成电路是整个可信根的根。没有集成电路是不行的,尽管软件定义,但是一定要软硬结合,以硬件为根。GjIednc

重剑无锋,STAR2000主控芯片创新之路

从2016年忆芯推出全球首款存/算/传超融合原型芯片MB1000,到2017年STAR1000芯片成为国内首款实际投入高端消费级市场的代表,到2018年STAR1000P成为国内首颗大规模量产的PCIe主控芯片,再到今天STAR2000高端企业级芯片的发布,忆芯科技始终在创新迭代中不断引领、不断超越。GjIednc

那么,STAR2000的诞生将如何重新定义国产高端企业级存储主控芯片呢?GjIednc

忆芯科技芯片首席架构师薛立成博士表示,STAR2000流片的成功,正式标志着国产企业级SSD企业主控进入新纪元。GjIednc

STAR2000中也实现了非常多的创举,比如是首批采用Arm Cortex-A55所实现的SSD主控芯片,也是首批支持NVMe2.0协议的企业级高端SSD主控芯片。同时,该芯片中也首次集成了神经网络数据单元,实现了真正的存算一体芯片。GjIednc

GjIednc

在工艺选择上,忆芯也做了很多考量,12nm工艺由于其成本、面积和功耗非常好地契合了PCIe4.0 SSD主控需求,因此获得了采用。GjIednc

另外,忆芯整个SSD主控芯片中,所有核心的IP都是其自主研发和设计的。“自主研发带来的好处,一方面我们有很好的竞争力,另一方面,我们通过自主研发的方式,可以使得产品具有持续迭代、持续升级的基因,可以为未来我们的主控提供更好的支持,同时自主研发还能为我们的产品带来更多的多样性和差异性,存算一体就是一个非常好的体现。”薛立成博士表示。GjIednc

一款成功的产品,还要有一个准确的市场定位。再来看看企业级SSD存储市场情况。GjIednc

未来三到五年,整个市场是PCIe4.0 SSD市场。这四年,PCIe4.0占比超过70%,无论是国外的CPU生态系统,还是国内的CPU生态系统,PCIe4.0具备完全的成熟度,可以说PCIe4.0的SSD是不折不扣的刚需产品。另外,随着NVMe2.0的推出,更多的用户翘首以盼,希望未来的SSD支持一些新的特性,包括分区命名空间,它可以有效地减少客户对磁盘的写入数量,Endurance Croup管理可以为多用户、多应用提供与之匹配的性能。“我们的客户需要这些特性,因此同时支持PCIe4.0接口和NVMe2.0协议的STAR2000,必定会在未来的企业级SSD市场上披荆斩棘,赢得大家的认可。”薛立成博士表示。GjIednc

坚持自主创新,不断地探索,给忆芯的主控芯片带来了非常多的亮点。GjIednc

首先是性能。作为一款SSD的盘,STAR2000具备非常好的顺序读写、随机读写和读写延时参数,与上一代量产的STAR1000P相比,它的各项性能指标都有质的飞跃,特别是随机读写性能,更是提升了惊人的318%。除了与自己对比,忆芯也会与行业内同规格的产品做对比,不管是国外的产品,还是国内的产品,与之对比,忆芯科技的STAR2000都能给出最佳的性能体现。GjIednc

其次是存算一体。忆芯科技从成立之初,就立志成为赋能大数据应用的芯片全球领导者,为海量数据提供最优的存储、计算和传输的解决方案。忆芯在STAR2000中完美地把存储和计算做了融合,在STAR2000中集成了8TOPS算力的NPU,同时在片上实现了硬件的卷积、加速模块,结合着片上强大的CPU系统和支持的NVMe2.0协议里面的KV特性,可以做出一个非常完美的存算一体SSD。通过KV的特性,可以有效的减少用户的API到我们盘上的访问路径。同时在芯片上,利用强大的算力去计算,通过这些数据,我们可以把原来要先主机端运算的运算工作下沉到盘上,并且把盘上的结果,通过这样一个通道返还给主机,释放了主机的计算压力。“我们坚信未来整个AI市场的落地,离不开高性能的存算一体的SSD,因此我们忆芯科技也会一直在这条路上深耕下去,为AI的落地提供坚实的基础。”薛立成指出。GjIednc

亮点1,安全性。STAR2000能够为可信计算提供可信根的根,能够提供主动免疫的系统、免疫的能力。首先,在磁盘、主控芯片上,会提供两套完整的安全加密方案供用户选择,除了能够保护磁盘上的数据,还能够保护磁盘上的固件不会被恶意篡改,这样就实现了盘上的安全性。同时,STAR2000也具备基于主控芯片搭载以存储为核心的可信系统,用它来做可信根,提供免疫可信的能力。GjIednc

亮点2,可靠性。众所周知,SSD里面有大量的闪存颗粒,随着数据闪存颗粒的老化和数据存储时间变长,甚至外界温度的变化,都会导致芯片上的数据会出现错误。为了能够保证数据正确的读取出来,忆芯在磁盘上,在主控芯片上做了可靠、完整的方案。这里包括SSD支持端到端的数据保护,磁盘上所有的SRAM和DRAM都有ECC保护。为了应对闪存出现错误,忆芯在主控芯片上提供了4KB码长的LDPC纠错编码,同时可以支持最高4Bit的软Bit译码,让错误无处遁形。为了应对更极端、更恶劣的环境错误,忆芯在主控芯片上还提供RAID6的数据保护,即使SSD的盘上有一块存储颗粒损坏了,也可以把盘上所有的数据恢复回来。GjIednc

最后来看此次发布会所发布的三款主控芯片产品。GjIednc

第一个是STAR2000,是一款高性能的企业级SSD主控芯片,它主要面向的是通用的企业级市场。无论是云存储、大数据和各种各样的数据中心,包括AI,它能满足用户对极致性能、可靠性、安全性的考虑。GjIednc

另外两颗是针对于更极致的需求所打造的两款特殊产品。一个是STAR2008。这是一款高可靠的企业级SSD,相对于前面的STAR2000,这颗芯片可以在更极端的环境下工作,比如可以在-55℃到125℃的环境下正常工作,而且它还可以抵抗高于四级的静电防护。这样一款产品对于有极端恶劣环境应用需求包括架构需求的产品,它是最好的选择。GjIednc

第三款是STAR2010。这是一款高安全的企业级SSD主控芯片,在这款芯片上,可以开启硬件的实时加解密,并且在开启加解密的前提下,还能够保证正常的数据读写性能,此外它还可以通过自主原创的认证,因此对于有自主创新、自主原创,以及对安全有需求的客户,它是最好的选择。GjIednc

最后,他还透露了忆芯下一代产品,也是一款SSD主控芯片,是一款面向数据中心的SSD主控芯片,叫Moon,也叫做STAR1500。在这款芯片上忆芯会继续不断的创新、不断地探索。这颗芯片上会首次采用更先进的工艺,支持更新的PCIe5.0接口,以及片上自己研发的所有核心IP,整个芯片的架构都会不断的升级,保证给客户提供更好的性能表现。GjIednc

忆芯科技在成立之初,上一代的主控产品,STAR1000P有一个非常大的特点,可以用一颗芯片同时覆盖消费级和企业级市场。在Moon芯片上会做到更极致,忆芯希望用一个更高的方式来支持两个市场,那就是Chiplet高速扩展技术。利用这种技术,可以把一颗芯片,甚至两颗芯片拼装到一起。可以将对于性价需求比较多的消费级市场,以及对于高性能、高可靠性更高的企业级市场的同时覆盖。这颗芯片也会在今年下半年正式流片。据介绍,STAR2000有一个自己内部的名字,叫“天王星”,STAR1500,下一代芯片叫“月球”,叫Moon,忆芯希望继飞向“天王星”之后,Moon必将在未来STAR的星空闪耀。GjIednc

本文为电子技术设计原创文章,未经授权禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
赵明灿
赵明灿是EDN China的产业分析师/技术编辑。他在电子行业拥有10多年的从业经验。在加入ASPENCORE之前,他曾在电源和智能电表等领域担任过4年的工程师。
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了