一块芯片使用起来的好坏是由各个部分构成的，NAND和controller的发展究竟谁快谁慢呢？
众所周知，决定Flash闪存器件的性能是内部控制器（controller）和存储芯片（Memory）共同决定的，虽然NAND已经发展到120+层的地步，但是其Controller也是受到摩尔定律的支配。目前市面上存储器件（SCMs）因为新的架构迭代而有各种不同的表现，但是普遍来说，市场上主控芯片还是受到NAND发展进程所支配的。
各家最新NAND Layer比较（图源：电子工程专辑）
Objective Analysis 首席分析师吉姆•汉迪(Jim Handy)表示：每个从业者都知道闪存密每24个月左右就会翻一倍，但是他们很少注意到，其主控制器也变得越来越复杂，我们从SLC到MLC、TLS再到QLC之间，一步一步的演变使得用户的体验变得更快更好，并且主控（controller）的进步尤为突出，甚至可以把一个功能齐备的主控直接连接到完全没有功能的NAND闪存上，而这在以前是难以想象的。
但是不是说主控芯片已经发展到领先NAND数代的地步，主控的发展还是高度依赖于NAND的。目前整个市场上，单个芯片控制最大容量的器件还是Micro-SD卡。
Marvell 新的 Bravera SC5控制器系列专为解决云数据中心SSD不断增长的负载需求（图源：Marvell）
近期新出现的电阻型存储器在ECC纠错和错误校验等方面与NAND相比对控制器的要求很低，3D闪存内部已经内置不少的强悍功能。目前新兴的电阻型存储器件相对来说制作简单、复杂度较低，所以对控制芯片的要求也就低的多，当然成本也低。
一个低端的SSD主控芯片成本也就在1-2美元，但是一个高端的控制器可能价值75-100美元，这个很像之前的便携计算器的发展，过去一个计算器可能价值100美元，但是现在随着制造成本和更新换代，价格都快低到了白送的地步了。
Jim Handy又对EE times称“如果没有增加新的功能，或者客户没有提出新的需求，厂商们往往也就没有更新的动力。要不变得更加复杂功能更多，要不大幅度的降低成本，几乎是所有厂商都会选择的两条路，降低成本固然是有好处的，但是增加功能却能让其产品的附加值更高。”
固态硬盘SSD 芯片颗粒（图源：Google）
NVM EXpress技术首席主管Peter Onufryk认为控制器是SSD中重要的组成部分，不同厂商（三星、铠侠等）都有自家的NAND，目前来看是不分伯仲的，但是控制芯片不同就会导致整个SSD颗粒有着不小的差别，距离来说，主控芯片对于整个SSD来说就像发动机对于汽车，虽然都可以确保器件正常工作，但是性能高低和用户体验可就差别很大了。所以在此给大家一些建议，在购买SSD时不妨多留意一下主控芯片。
目前看来，市面上做主控芯片控制器的厂家主要服务三类客户：想要做一些创造性的商业野心家；占领市场和扩充产品线的SSD供应商；无牌低端的SSD小商贩。当然决定一个SSD性能是有着多方面的因素，但是主控的好坏在其中起着很重要的作用，所以Controller设计是一个充满了挑战的行业，NAND和SSD制造商的产品策略更新换大太快，使得市场变得极不稳定，而且对于从业者要求甚高，需要很多固件架构、媒体信息文件和ECC和电路通信等方面的专业知识。所以现在一个新兴的初创公司切入到controller行业也变得越来越难。
Marvell是一家专注于性能的设计公司，目前给Kioxia、SK Hynix等供货。其最新的Bravera SC5控制器系列不仅能解决云数据中心SSD不断增长的大负荷负载需求，还包括符合Fips的安全特性、AES 256位加密和多秘钥控制、并且还支持PCIe 5.0和NVMe 1.4b。
Marvell闪存业务部市场副总裁Thad Omura称，如今的主控器件必须能跟上NAND的快速变化，NAND类型、物理条件、热和信号完整性等要求。随着工作负载不断变化，Bravera SC5控制器可以自主定制，扩展性极强。就像Azure Facebook这样的超级云服务器，其容量和规模巨大，而Bravera SC5控制器刚好为此设计。目前存储类器件正在两个领域快速发展：存储和计算；所以开发超级控制器可以将二者统一起来，在不同应用方面使用相同的硬件，对于应用厂商来说可以大大减少库存和元件使用。
当然另一个主要需求是增加ECC能力，新一代的NAND总会在某些方面不是很牢靠，NAND单颗die的容量越来越大，这就需要新的控制器拥有更低的功率和更好的散热性能。而且现在有很多大型厂商在涉足自己以前未涉足的领域，Dell就在开发自己的固态硬盘。而另一些NAND厂商也在开发自主的控制芯片，通过内部不同部门加深合作可以快速高效的优化部分路线图，但是也有部分情况，内部没能力开发，需要向Marvell这样的公司寻求帮助。
当一个公司希望降低SSD解决方案的成本时，往往希望建立更多的基础器件业务线，但是经过多年的商务接触，事实证明，自主构建高性能的控制芯片是十分困难的，而且目前市场上已经有部分公司走了些弯路。
目前整个市场控制芯片还是集中在企业和NVMe固态硬盘控制器等传统存储器件领域，而未来可能会出现新一代的存储芯片（像铁磁性，光敏性芯片）。而对于SCMs来讲，在NVMe接口上使用媒体类存储是没有太大价值的，越来越多的设计是将媒体类存储放在CXL上，所以Marvell公司还致力于硬盘驱动器方面的发展，提升面密度和SMR容量，上一代的SATA也还持续服务。
SCMs还有很长的路要走，对于主控芯片公司来说，SCMs其实还是有很大一块的“蛋糕”的。虽然美光已经退出了3D Xpoint的市场，但是SCMs还没有结束，而CXL也在快马加鞭，Marvell是一个有前瞻性的公司，我们有理由相信CXL最终能整合主控、NAND和DRAM达到最终的SCMs形态。
责编：我的果果超可爱
编译自：NAND Directs the Future of Memory Controllers
参考：
CXL Product Pipeline Gets Flowing
Optane Ecosystem Hints at Broader Persistent Memory Support
CXL gathers speed with 2.0 spec
Is Storage Class Memory the NVMe Endgame?
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