忆芯科技：高端企业级SSD芯片及方案，开启国产供应新时代

来源:芯师爷发布时间:2023-03-091658浏览

近几年，全球数据流量持续爆发，IDC 发布调研数据显示，2021年全球数据总量已经到达了84.5ZB，预计到2026年，全球结构化与非结构化数据总量将达221.2ZB。其中，中国数据量增长最为迅速，平均每年的增长速度比全球快3%。

数据量的快速增长驱动企业的数字经济转型迈向新征程，相关产业链蓬勃发展。企业级SSD存储产品被称为承载流量增长的“数字基础设施底座”，主要面向互联网、企业数据中心、服务器、云计算等企业级用户，为电子设备产生的海量数据提供存储、调用，甚至计算功能。近年来，在这些大数据产业旺盛需求驱动下，SSD产品在该领域的应用已逐渐成主流，与下一代数字经济的发展息息相关。

由此，企业级SSD的供应也备受国内有关部门和市场关注。在全球供应链不稳定的当下，国内存储供应链期待优质产品入场。近日，忆芯科技面向全球首发了自研的全新一代基于PCIe4.0接口的高端企业级SSD主控芯片STAR2000和企业级固态硬盘STAR2000E、STAR2000D。

忆芯科技STAR2000主控芯片

全新的企业级SSD产品将如何满足企业级市场的需求，助推国内数据经济的发展？行业知名媒体认为，国内品牌产品要成为企业级SSD产品供应链上的“中坚力量”，首要解决增强技术和完善市场布局两大问题。从忆芯科技的发布会来看，作为国内企业级SSD赛道领军者，该企业有突围思路。

技术迭代满足企业级SSD性能需求

高端企业级SSD主控芯片STAR2000系列产品是忆芯科技继多颗PCle SSD主控芯片顺利流片并规模量产之后的又一新力作。据了解，忆芯科技最新的企业级SSD盘STAR2000E和STAR2000D均是基于该系列芯片研发的方案。

忆芯科技STAR2000主控芯片的性能提升

经过前面四颗产品的迭代，STAR2000系列产品在读写性能上有了大幅提升。忆芯科技薛立成在发布会现场介绍，STAR2000的顺序读性能为7200MB/S，顺序写性能为6800MB/S；对应参数分别为上一代产品的120%和300%；随机读性能为1750K IOPS，稳定随机写性能为550K IOPS，对应参数分别为上一代产品的318%和230%。

这是STAR2000系列产品的全新设计带来的性能提升：该系列采用了PCIe4.0接口，基于12nm工艺制程，含50亿晶体管，集成了64位多核CPU和高达8TOPS算力的NPU，并全面支持最新的NVMe2.0协议的主控芯片。

这些技术参数的背后，是忆芯科技以技术优势完成对企业级SSD市场需求的精准匹配。

首先，PCIe+NVMe配置正逐步成为企业级存储硬盘主流选择。PCIe 4.0相较于PCIe 3.0，最大带宽翻倍，PCIe 4.0 x4通道可带来8GB/s的超高理论带宽，STAR2000在实测顺序读取性能也能达到7GB/s级别，该接口能使硬件能快速直接与CPU进行通信，提高响应速度，进一步释放了SSD盘的性能。且在该设置中，STAR2000系列产品通过ZNS（Zoned Namespace，分区命名空间）技术支持NVMe2.0协议，NVMe2.0对接口协议进行统一，从而实现多操作系统的互联互通，达到内存资源的极致利用，成为了云客户和企业存储需求首选。

其次，STAR2000主控芯片内置8TOPS算力NPU模块，从可计算存储的角度来看，该NPU模块的作用在于，将一些轻量化的数据AI化处理算法集成到SSD内部，达到近存计算的效果。该设置与目前数据的产生、存储、调用、计算呈现日趋强耦合的趋势不谋而合。以近期走红全球的“ChatGPT”为例，未来AI计算必将无处不在。而对于企业级存储平台来说，AI模型的有效训练离不开高质量的数据标注，如果一个SSD硬盘自带算力，在SSD内部就可以完成数据计算的过程，将计算结果输出，这样既加快数据处理速度，又可节省一大部分传统GPU算力芯片的资源和成本，降低数据中心、云端服务器集群的建设成本，符合市场的期待。

为了与NPU模块相配合，忆芯科技在主控芯片最关键的CPU模块上也一改业内常用的ARM-R系列内核，采用了ARM-A系列Arm® Cortex-A55内核，这正是为了利用A系列内核高算力的优势，与NPU一起完成复杂计算任务。

忆芯科技主控芯片STAR2000

不仅在主控芯片架构设计上有硬件创新，忆芯还针对NPU模块自研开发了STARKV数据引擎，软硬一体化，通过硬件加速及数据智能分类管理，将全盘数据处理规模降低2-3个数量级，进一步提升了搜索效率。

最后，在全新发布的技术参数背后，STAR2000系列SSD主控芯片的传统技术参数同样优秀。这主要表现在闪存颗粒适配性、纠错算法、信息安全三大方面。

存储颗粒方面，忆芯科技当前的产品接口可支持目前国内外所有主流闪存颗粒。SSD主控芯片是SSD存储器中执行固件代码的嵌入式处理器，控制闪存颗粒的存储单元及与主机的连接，起着指挥、运算和协作的作用，而闪存颗粒是固态硬盘的重要组成之一，是数据存储的核心介质。主控芯片全面支持主流闪存颗粒的意义在于，基于该主控芯片可开发满足不同存储需求的SSD产品，这也是忆芯科技作为国内为数不多可对外销售SSD主控芯片的底气之一。

纠错算法上，忆芯科技为STAR2000系列产品配置了自研的StarLDPC® IP，支持4KB的LDPC编解码，支持最高4-bit的软判决译码，最大程度保证了数据的纠错能力，确保在生命末期的数据可读性。

信息安全是忆芯科技产品引以为傲的特性之一。忆芯科技数字设计高级总监薛立成介绍，在高可信SSD存储上，SSD需要支持商密和国密标准，支持可信启动、支持独立盘级TPCM，支持系统和数据信息上报可信中心，支持命名空间层的可信保护等功能。而这些功能，均可在忆芯科技提供的国密SM2/SM3/SM4技术支持下达成。据了解，忆芯科技在信息安全方面的技术得到过国家密码管理局的认可，其上一代产品STAR1000P是SSD领域首颗通过我国国家信息安全测评“信息技术产品安全测评证书”和“自主原创产品测评证书”双认证的PCIe主控芯片，曾获得国家密码管理局商用密码检测中心颁发的《商用密码产品认证证书》。

差异化竞争打造国产高端企业级SSD

自2015年成立以来，忆芯科技在企业级SSD领域的技术经过不断的攻坚迭代，取得的进步和成果有目共睹。但同样需要正视的是，整体上，我国在该领域上仍落后于三星、铠侠、西部数据、美光、海力士等海外巨头，在巨头围绕的赛场上，国内企业除了在技术上具备一定的优势，找准差异化市场也是突围的方式之一。

当前，全球供应链存在不稳定因素下，尤其是在高科技领域中，企业在选择供应商有安全方面的担忧，值此之际，有技术实力、能满足企业当前及下一代产品的需求的供应商会更容易获得市场的认可。从忆芯科技本次产品的思路来看，忆芯科技SSD产品有望以国内市场为锚点，逐步走向更大的市场。

一方面，国内企业级SSD市场新增需求快速增长将为忆芯科技这样的国内实力企业带来更多订单。

艾瑞咨询相关报告指出，企业级固态硬盘下游客户主要来自云计算，占总市场规模的份额达到67%，而中国云市场规模正在快速扩张。Canalys测算，中国云市场的平均增长率达到60%，超过世界其他地区，但对应的，中国云基础设施支出仅占全球云市场的14%，国内品牌仍有巨大的提升空间。

市场规模在成长，企业级SSD技术在云计算市场的重要性也在提升。在忆芯科技本次发布会现场，百度架构师王雁鹏直言：“云时代的下半场，是存储较量。”

而忆芯科技在企业级SSD领域有深厚技术积累：忆芯科技是国内极少数具备存储大芯片+方案+系统全面能力的芯片设计公司，同时深入布局国产企业级SSD赛道，忆芯科技建立了“主控+固件+算法+模组”全方案整合能力和深度的定制化开发能力，打造高可靠的生态兼容性，不断为客户提供全栈式企业级存储方案。

忆芯科技高性能企业级固态硬盘STAR2000E

其产品也得到了市场认可。王雁鹏表示，百度云在2023年第一季度基于忆芯科技NVMe Gen4的高性能企业级SSD产品进行选型测试，测试结果显示STAR2000E各方面性能指标优异。后续将持续推进与忆芯科技的合作，逐步满足云时代的智能存储需求。

更早之前，忆芯科技前两代SSD产品已通过紫光恒越、同方、神州信创等国内甚至国际顶尖企业认证测试后，成功进入了这些公司服务器供应链。2022年底，在STAR2000系列产品正式面市前，就已经和国内的运营商、阿里云、腾讯云等知名企业开始积极适配验证，相关客户也在积极询单中，国内市场对该系列产品的期望很高。

另一方面，出于信息安全和供应链安全考虑，国内企业级SSD客户也在积极提升国内供应商的占有率。

信创市场是其中典型。信创，指信息技术应用创新产业，含IT基础设置、基础软件、应用软件、信息安全等产业，企业级SSD的主要应用市场，如服务器、云平台、数据库等是其中的一部分。

信创国产化对于加快我国企业数字化转型具有深远意义，不仅能够为企业赋能增效，还能推动经济持续发展。但当前我国在信创领域对海外产品的依赖还非常高，这可能会对信创的发展造成制约。信创国产化已经迫在眉睫，国家也相继出台了一系列政策，加快补齐关键技术的短板和推动市场化进度。

而忆芯科技企业级SSD系列产品在自主可控信息安全方面具备领先优势：可提供国密SM2/SM3/SM4技术是其一；其国密方案已经在上一代PCIe3.0主控芯片通过国测和国密两项认证，成为信创国产领域首批通过三认证的国产PCIE主控，针对可信市场，忆芯科技还在主控中提供XTS-AES/RSA/SHA加密解决方案是其二；上下游合作的链条上，忆芯科技搭建了实力强劲的国产化生态客户体系,助力产业链上下游生态客户推进信息产业国产化建设，满足国产化市场要求，这是其三。

完善的技术支撑和市场布局，使得忆芯科技在对信息和供应链安全要求较高的市场中备受信赖。神码信创董事长韩智敏在忆芯科技发布会上也提及，神州数码集团将持续携手忆芯科技，在安防、安平、政府、金融、运营商等领域深度合作，为信创市场打造全国产化产品及整体解决方案。