悄然席卷企业级SSD市场的RISC-V主控
作为近年来发展速度最快的isa架构，risc-v的普及速度可谓超出了不少人的预期。在消费电子、iot以及工业控制领域，risc-v可谓已经有了不小的核心出货量，然而在一些细分市场，risc-v也已经开始崭露头角，比如服务器领域的cpu芯片，以及企业级ssd的主控。
平头哥
在2023云栖大会上，阿里巴巴平头哥发布了旗下首颗ssd主控芯片，镇岳510。此次发布的镇岳510直接内置了平头哥目前最高性能的玄铁r910 risc-v多核系统，最高频率高达1.6ghz。而且此次镇岳510面向的行业市场也有所差异，作为平头哥的首个ssd主控，镇岳510选择了直接面向高性能企业级ssd主控。
镇岳510提供了pcie 5.0x4的接口，支持1xxl/2xxl tlc/qlc nand flash，以及ddr4-3200mt/s、ddr5-5200mt/s。从镇岳510的规格书来看，其顺序读写速度分别达到了14000mb/s和10000mb/s，随机读写性能达到了3400kiops和2500kiops。
pcie 5.0的高i/o性能并非镇岳510的唯一优势，平头哥表示通过良好的软硬件协同设计，镇岳510在实现性能突破的同时，也达到了最佳能效。比如其支持硬件精确的io带宽统计，可以根据带宽来实时确定低功耗策略，并配置ssd工作于多种性能/功耗模式。
从商用芯片的角度来看，镇岳510是平头哥首个基于risc-v架构且面向行业应用的芯片。虽然平头哥旗下有玄铁系列的ip阵容，但此前推出的倚天710、含光800、以及羽阵600/611等芯片，都并非基于risc-v架构打造的，因此镇岳510的出现，或许也预示着平头哥从risc-v ip厂商走向risc-v芯片厂商的第一步。
西部数据
2017年，时任西部数据cto的martin fink宣布将把其设备上所使用的所有内核都转换为risc-v，而且他们会本着开源的精神去做，目标是每年出货10亿颗risc-v核心。为此，西部数据成立的cpu开发团队，打造了自己的risc-v核心，swerv系列。西部数据表示，其ssd控制器将是该系列risc-v核心首个落地的应用。
与其他厂商不同的是，西部数据决定通过与chips alliance合作，开源其32位的risc-v核心，包括eh1、eh2和el2。不过开源版本只有少数开发支持，西部数据选择了与其投资的codasip合作，为客户提供更完整的支持方案，包括商业eda工具设计流等。
西部数据risc-v核心路线图 / 西部数据
除此之外，针对内部以及合作伙伴的应用，西部数据也开发了非开源的64位ehx3核心，并为其增加了内存管理单元，将其适用领域从嵌入式扩展到低端应用处理。此外，ehx3还增加了浮点计算引擎，进一步提升其性能。西部数据为该核心定义的应用场景包括dpu、计算型存储以及安卓、linux移动设备等。
据了解，eh1内核已经被数家公司采用，而功耗更低双线程的eh2对于涉及大量i/o的应用来说能起到很大帮助，而el2作为更小的四级流水线内核，则主要用于测序之类的应用，至于西部数据已经在生产使用ehx3为主cpu的固态硬盘控制器。
不过，近期西部数据在risc-v上的动作相比前几年来说少了不少，自2021年底的risc-v峰会上公布eh3系列核心后，已经近两年没有相关的消息公布。swerv系列risc-v核心是否会有后续新品出现，以及西部数据是否会在几年后开源ehx3，我们暂时都无从得知。
fadu
除了西部数据在早期就察觉risc-v在ssd主控上的应用潜力外，韩国ssd主控厂商fadu technology同样在几年前就率先选择了risc-v。早在2018年，fadu就宣布使用sifive的64位e51 risc-v ip来打造他们的annapurna ssd主控以及bravo系列的企业级pcie 3.0 ssd。
2020年，fadu宣布推出delta系列的pcie 4.0 ssd，采用了全新的fc4121主控，并表示这是其第二款基于risc-v的闪存主控。该主控充分利用了nvme 1.4a/pcie 4x4的主机接口和双端口特性，专为低延迟的xl-flash、etlc、ctlc和qlc闪存设计。这款主控应该还是基于sifive的risc-v核心，不过fadu和sifive都没有透露具体用到了哪一款ip。
fadu表示，其设计消除了其他架构需要牺牲性能或降速才能解决的tpd散热问题。为此，fadu也为delta ssd推出了面向oem服务器和存储的u.2版本和面向大规模云的e1.s/m.2版本。从性能上看，u.2版本的delta ssd可以分别实现7.025gb/s和5.01gb/s的顺序读写速度，以及1675kiops和450kiops的随机读写速度。
fc5161主控芯片 / fadu
为了进一步跟进数据中心愈发严苛的存储和i/o要求，fadu也在2021年底推出了pcie 5.0的主控方案，fc5161，并用于其第五代ssd平台echo上。fc5161采用了sifive的essential s5处理器，支持pcie 5.0x4和pcie 5.0x2的物理接口，以及nvme 2.0和ocp的逻辑接口，最高支持到32tb的ssd容量。
根据fadu公布的echo性能数据可知，其顺序读写速度分别可达14000mb/s和4200mb/s，随机读写速度可达3200kiops和400kiops@op7。echo ssd的工作功耗小于20w，待机功耗小于5w。
fadu已于今年8月成功上市，作为少有的韩国fabless芯片与ssd厂商，还是不免受到了今年存储市场的冲击。以至于该公司也在近期发出公告澄清，表示现有客户已用其他产品取代fadu产品的担忧不实，他们现有客户的订单已经开始在第四季度恢复，且与一家国际存储厂商正在合作针对多终端客户的计划。
群联
群联作为最大的第三方存储主控厂商之一，其不少控制器芯片都是基于arm架构打造的，然而在x1（ps5020-e20）这一企业级ssd主控芯片上，却用上了risc-v核心。据晶心科技宣布，其 andescore n25f核心被用在了群联的pcie 4.0x4 ssd控制器x1上。
andescore n25f是一个32位的risc-v cpu ip，基于晶心科技的andestar v5架构打造，采用了5级流水线的设计，主打高主频性能和高能效。在丰富的特性和各种定制化选项下，n25f很适合用于嵌入式控制器。
群联的x1用于u.3的pcie 4.0x4 nvme ssd，其顺序读写速度分别可达7400mb/s和7200mb/s，4k随机读写速度可达1750kiops和470kiops。基于x1打造的ssd典型工作功耗低于18w，待机功耗为6.5w。
群联对基于该主控ssd的定位是面向hpc、ai计算以及大规模数据中心市场。目前希捷已经和群联达成合作，将该控制器集成在了希捷的nytro 5050 nvme ssd系列中。不过需要注意的是，n25f应该是作为x1中的协处理器，根据群联的公开数据，其主cpu依然是由两个arm r5核心组成。
写在最后
得益于高灵活度、可定制化以及低功耗的特性，越来越多的risc-v核心被用于ssd的主控芯片中。且对于目前的存储市场来说，高性价比的risc-v ssd主控或许是一个更好的选择，在保持ssd读写性能的同时，降低设计成本。而对于risc-v生态来说，如何打入出货量更大的消费级ssd市场将是下一个目标。
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平头哥
在2023云栖大会上，阿里巴巴平头哥发布了旗下首颗ssd主控芯片，镇岳510。此次发布的镇岳510直接内置了平头哥目前最高性能的玄铁r910 risc-v多核系统，最高频率高达1.6ghz。而且此次镇岳510面向的行业市场也有所差异，作为平头哥的首个ssd主控，镇岳510选择了直接面向高性能企业级ssd主控。
镇岳510提供了pcie 5.0x4的接口，支持1xxl/2xxl tlc/qlc nand flash，以及ddr4-3200mt/s、ddr5-5200mt/s。从镇岳510的规格书来看，其顺序读写速度分别达到了14000mb/s和10000mb/s，随机读写性能达到了3400kiops和2500kiops。
pcie 5.0的高i/o性能并非镇岳510的唯一优势，平头哥表示通过良好的软硬件协同设计，镇岳510在实现性能突破的同时，也达到了最佳能效。比如其支持硬件精确的io带宽统计，可以根据带宽来实时确定低功耗策略，并配置ssd工作于多种性能/功耗模式。
从商用芯片的角度来看，镇岳510是平头哥首个基于risc-v架构且面向行业应用的芯片。虽然平头哥旗下有玄铁系列的ip阵容，但此前推出的倚天710、含光800、以及羽阵600/611等芯片，都并非基于risc-v架构打造的，因此镇岳510的出现，或许也预示着平头哥从risc-v ip厂商走向risc-v芯片厂商的第一步。
西部数据
2017年，时任西部数据cto的martin fink宣布将把其设备上所使用的所有内核都转换为risc-v，而且他们会本着开源的精神去做，目标是每年出货10亿颗risc-v核心。为此，西部数据成立的cpu开发团队，打造了自己的risc-v核心，swerv系列。西部数据表示，其ssd控制器将是该系列risc-v核心首个落地的应用。
与其他厂商不同的是，西部数据决定通过与chips alliance合作，开源其32位的risc-v核心，包括eh1、eh2和el2。不过开源版本只有少数开发支持，西部数据选择了与其投资的codasip合作，为客户提供更完整的支持方案，包括商业eda工具设计流等。
西部数据risc-v核心路线图 / 西部数据
除此之外，针对内部以及合作伙伴的应用，西部数据也开发了非开源的64位ehx3核心，并为其增加了内存管理单元，将其适用领域从嵌入式扩展到低端应用处理。此外，ehx3还增加了浮点计算引擎，进一步提升其性能。西部数据为该核心定义的应用场景包括dpu、计算型存储以及安卓、linux移动设备等。
据了解，eh1内核已经被数家公司采用，而功耗更低双线程的eh2对于涉及大量i/o的应用来说能起到很大帮助，而el2作为更小的四级流水线内核，则主要用于测序之类的应用，至于西部数据已经在生产使用ehx3为主cpu的固态硬盘控制器。
不过，近期西部数据在risc-v上的动作相比前几年来说少了不少，自2021年底的risc-v峰会上公布eh3系列核心后，已经近两年没有相关的消息公布。swerv系列risc-v核心是否会有后续新品出现，以及西部数据是否会在几年后开源ehx3，我们暂时都无从得知。
fadu
除了西部数据在早期就察觉risc-v在ssd主控上的应用潜力外，韩国ssd主控厂商fadu technology同样在几年前就率先选择了risc-v。早在2018年，fadu就宣布使用sifive的64位e51 risc-v ip来打造他们的annapurna ssd主控以及bravo系列的企业级pcie 3.0 ssd。
2020年，fadu宣布推出delta系列的pcie 4.0 ssd，采用了全新的fc4121主控，并表示这是其第二款基于risc-v的闪存主控。该主控充分利用了nvme 1.4a/pcie 4x4的主机接口和双端口特性，专为低延迟的xl-flash、etlc、ctlc和qlc闪存设计。这款主控应该还是基于sifive的risc-v核心，不过fadu和sifive都没有透露具体用到了哪一款ip。
fadu表示，其设计消除了其他架构需要牺牲性能或降速才能解决的tpd散热问题。为此，fadu也为delta ssd推出了面向oem服务器和存储的u.2版本和面向大规模云的e1.s/m.2版本。从性能上看，u.2版本的delta ssd可以分别实现7.025gb/s和5.01gb/s的顺序读写速度，以及1675kiops和450kiops的随机读写速度。
fc5161主控芯片 / fadu
为了进一步跟进数据中心愈发严苛的存储和i/o要求，fadu也在2021年底推出了pcie 5.0的主控方案，fc5161，并用于其第五代ssd平台echo上。fc5161采用了sifive的essential s5处理器，支持pcie 5.0x4和pcie 5.0x2的物理接口，以及nvme 2.0和ocp的逻辑接口，最高支持到32tb的ssd容量。
根据fadu公布的echo性能数据可知，其顺序读写速度分别可达14000mb/s和4200mb/s，随机读写速度可达3200kiops和400kiops@op7。echo ssd的工作功耗小于20w，待机功耗小于5w。
fadu已于今年8月成功上市，作为少有的韩国fabless芯片与ssd厂商，还是不免受到了今年存储市场的冲击。以至于该公司也在近期发出公告澄清，表示现有客户已用其他产品取代fadu产品的担忧不实，他们现有客户的订单已经开始在第四季度恢复，且与一家国际存储厂商正在合作针对多终端客户的计划。
群联
群联作为最大的第三方存储主控厂商之一，其不少控制器芯片都是基于arm架构打造的，然而在x1（ps5020-e20）这一企业级ssd主控芯片上，却用上了risc-v核心。据晶心科技宣布，其 andescore n25f核心被用在了群联的pcie 4.0x4 ssd控制器x1上。
andescore n25f是一个32位的risc-v cpu ip，基于晶心科技的andestar v5架构打造，采用了5级流水线的设计，主打高主频性能和高能效。在丰富的特性和各种定制化选项下，n25f很适合用于嵌入式控制器。
群联的x1用于u.3的pcie 4.0x4 nvme ssd，其顺序读写速度分别可达7400mb/s和7200mb/s，4k随机读写速度可达1750kiops和470kiops。基于x1打造的ssd典型工作功耗低于18w，待机功耗为6.5w。
群联对基于该主控ssd的定位是面向hpc、ai计算以及大规模数据中心市场。目前希捷已经和群联达成合作，将该控制器集成在了希捷的nytro 5050 nvme ssd系列中。不过需要注意的是，n25f应该是作为x1中的协处理器，根据群联的公开数据，其主cpu依然是由两个arm r5核心组成。
写在最后
得益于高灵活度、可定制化以及低功耗的特性，越来越多的risc-v核心被用于ssd的主控芯片中。且对于目前的存储市场来说，高性价比的risc-v ssd主控或许是一个更好的选择，在保持ssd读写性能的同时，降低设计成本。而对于risc-v生态来说，如何打入出货量更大的消费级ssd市场将是下一个目标。
引光学产业新星，蓄发展强劲动能——昇旸光学落子南浔国际人才产业园
闪电网络是什么？比特币和闪电网络对比
马斯克的特斯拉私有化计划资金是否有保障?
运放是什么？运放怎么选？运放应用有哪些“坑”？
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悄然席卷企业级SSD市场的RISC-V主控
苹果营收创纪录得益于其首款5G iPhone在中国市场的强劲销售
电子点火器电路,High voltage circuit
特斯拉Model 3和现代科纳EV占据了韩国电动汽车市场54%的份额
三段式照明开关电路工作原理
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光纤尾纤多少钱一米？不要被低价蒙蔽-科兰
基于NI9219数据采集卡和Pt1000铂电阻实现多通道温度测量系统的设计
自制一款数控绘图仪
一位java工程师的面试总结
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液压刀柄的分类