NVMe大量取代SATA，以太网SSD将掀数据中心架构革命？

细数过去几十年中电子产业的几波创新，有几波特别明显。第一个是1983年的个人电脑，带来了一波生产力的提升，而且创造了像微软、英特尔这样的龙头公司。1995年，迎来了互联网时代，它创造另一波生产力提升的同时，也为大量新事物带来机遇。第三波是2007年开始的智能手机热潮，它为我们的生活带来了巨大便利。第四波浪潮是云时代，让世界更加扁平化的同时，也给公司带来更大便利，不需要花重金去购买服务器这类重资产设备，大家数据可以存储在云中。

现在，我们正面临着第五波革新浪潮——数字时代。

在这个时代，大家一切都是和数据息息相关，也为闪存技术带来新的机遇。云时代和数据时代，让数据中心这一基础设施愈发重要，它还在不断演化，以迎接未来工作负荷的增长。

以太网SSD，能上网的SSD

固态硬盘（SSD）是提升性能的首选，但它的能耗、成本和延迟都太高，为了解决这个问题，Marvell联合东芝推出了一种能直接上网的SSD。

这款SSD采用Marvell 88SN2400转换器，外观上看起来像是2.5英寸的U.2 SSD，但实际上通过两条25Gb以太网连接。其中Marvell原生的以太网/NVMeOF SSD主控88SS50000，将标准主控88SS1098内部的PCIe模块换成了两个25GbE，进一步降低成本、节约功耗。

这款以太网固态硬盘已经准备投产，东芝在FMS 2019上展示了Aupera 2U以太网JBOF，其内部安放有24块以太网固态硬盘，通过Marvell专用的以太网交换ASIC完成连接。

而在传统设计中，一套典型的NVMe JBOF要么使用PCIe交换器、外接PCIe数据线连接附近的服务器，或者使用一两颗x86服务器处理器、一些PCIe交换器在加一些RDMA以太网卡来支持NVMeoF，相当复杂。

NVMe为什么比SATA好？

另外，Marvell日前推出了功耗最低的PCIe Gen4 NVMe SSD控制器，给OEM厂商带来差异化设计上的优势。

在刚刚结束的中国闪存市场峰会（CFMS2019）上，《电子工程专辑》采访了Marvell半导体公司闪存业务部市场营销副总裁Nigel Alvares。他认为，尤在对性能要求较高的应用上，兼顾成本的同时，NVMe SSD取代SATA已成为行业趋势，因为“SATA协议其实过去是专为机械硬盘开发的接口协议，相较而言NVMe更适合SSD，也更能发挥Flash颗粒的性能优势。这也是为什么企业级用户和云服务商对NVMe青睐有加。”

Marvell半导体公司闪存业务部市场营销副总裁Nigel Alvares

不止如此，在消费类电子行业，由于NAND Flash颗粒价格的下滑，很多PC OEM厂商已经开始大量出货搭载大容量NVMe SSD的台式机或笔记本电脑。

Nigel Alvares介绍道，Marvell在SSD控制器芯片业务方面主要分为三块，一是通用型控制器，二是为TOP级别客户定制化开发的芯片，三是部分客户会提供自己的IP，Marvell与他们联合开发的芯片。

Marvell也是RISC-V会员之一，对这个架构保持关注。但Nigel Alvares也表示“正式的导入则需要一个合适的利润点，因为切换架构对芯片设计公司来说有不小的工作量，如果有客户对此提出了批量的需求，我们会考虑推出相关产品。”。

与7大NAND厂紧密合作，领先业界1-2年

当前NAND Flash层数堆叠越来越多，4D NAND这样的新技术也出现了，控制器芯片要如何设计，才能满足和更好利用存储器的先进技术？

Nigel Alvares表示：“首先要考虑的就是低功耗和小尺寸，目前Marvell的控制器采用的是12nm工艺。”

不像手机SoC一直追求7nm甚至5nm最新工艺，12nm对存储行业来说已经是十分先进的工艺了，生命周期会很长，目前业内用12nm做SSD控制器的厂商包括Marvell在内，仅2-3家。至于更先进的7nm和5nm工艺，Nigel Alvares表示Marvell也已经有技术储备，只是现在性价比还不高，不适合采用。

一般来说，控制器厂商的研发进度会领先整个业界1-2年。Marvell目前与全球的7大NAND Flash厂商都有合作，与各家不同特性的NAND进行适配。比如主攻储存级存储器（Storage-Class Memory,SCM）的三星Z-NAND、英特尔3D Xpoint、东芝XL-Flash，或是西部数据和SK海力士主推的ZNS分区存储(Zoned Named Space)，都可以推出有针对性的控制器。

理性面对竞争者和贸易战

近年来，中国本土公司在SSD主控芯片开始发力，抢占被传统欧美半导体公司占领的市场。对于这些公司的竞争，Nigel Alvares表示，这个市场很大，没有一家公司能够通吃，存在竞争是合理的。与他们相比，Marvell的优势在于规模，无论从IP库还是影响力上都保持着领先,研发投入也远远高于对手。新创公司往往需要风投输血，一旦资源不足就不能专注未来技术的开发，没有长期规划就只能做眼前的产品，这对公司长远发展不利。

目前Marvell的产品先主要涵盖网络、计算和存储三块，其中存储占业务总量的42%。

在当下中美贸易紧张的形式下，Marvell依然看好中国市场，持续投入了近600人的团队。Nigel Alvares表示，贸易战会有一定影响，但不大，因为这是整体大环境的改变，并不针对某一家外资企业。