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Erster SSD-Controller für PCI Express

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Auf jedem der Module sitzen ein Controller-Chip, vier Flash-Bausteine sowie DDR-Speicher.

(Bild: Marvell)

Marvell hat mit dem 88NV9145 als erster Hersteller einen Controller-Chip vorgestellt, der Flash-Chips direkt – ohne Umweg über SATA – über PCI Express mit dem PC verbindet. Bislang brauchten Solid-State Disks mit PCIe-Schnittstelle immer einen Bridge-Chip von PCIe auf SATA sowie den eigentlichen Flash-Controller oder ein FPGA.

Ein einzelner 88NV9145 versorgt bis zu vier NAND-Flash-Chips mit je einem eigenen Kanal (ONFI 2.2 mode 5). So kommt er mit MLC-Zellen auf insgesamt bis zu 128 GByte Kapazität (64 GByte mit SLC) sowie theoretisch bis zu 200 MByte/s und Kanal. Das ist sogar mehr, als das Host-Interface mit seiner einen PCIe 2.0 Lane (500 MByte/s) transportieren kann.

Der Marvell 88NV9145 beherrscht schon NVMHCI, die unter anderem von Intel proklamierte Standardschnittstelle für PCIe-SSDs.


Der große Vorteil an PCI Express ist, dass es Standard-Switches gibt. Das machen sich Marvell und OCV für eine eindrucksvolle, gemeinsam entwickelte Solid-State Disk in Form einer PCIe-x8-Steckkarte zu Nutze: Auf dem Z-Drive R5 teilt ein PCIe-Switch von PLX die einzelnen Lanes auf und versorgt so bis zu acht Module, auf denen wiederum jeweils ein 88NV9145, vier Flash-Chips sowie zwei DRAM-Bausteine sitzen. Für das Referenzdesign der Module verwendet Marvell derzeit jeweils 32-GByte-SLC-Speicher.

Bis zu acht Module kombinieren OCZ und Marvell über einen Switch auf einer Steckkarte.

Für dieses modulare System verwenden die beiden Hersteller auch den klingenden Codenamen "Kilimanjaro". Während ein einzelnes Modul bereits auf 93.000 IOPS beim zufälligen Lesen von 4-KByte-Blöcken (70.000 beim Schreiben) kommt, soll die vollausgebaute Karte sogar auf 730.000 respektive 530.000 IOPS kommen. In den Marvell-Datenblättern taucht sogar eine Variante mit 16 Modulen und bis zu 1,4 Millionen IOPS auf.

Für den Controller setzt Marvell auf einen FeroceonTM 88FR321 V5TE CPU Core, der ARM946-kompatibel ist. Ihm steht eine nicht näher bezeichnete Menge DRAM-Speicher – wohl als Cache – zur Verfügung. Auf den Fotos kann man erkennen, dass Marvell gleich zwei RAM-Chips auf ein Modul auflötet. Der Controller soll schnell genug sein, um die Daten on-the-fly per AES (128 oder 256 Bit) zu verschlüsseln. Seine Leistungsaufnahme beziffert Marvell mit unter einem Watt. Softwareseitig kommuniziert der 88NV9145 entweder über AHCI, Marvell NAND HCI oder das neue Non Volatile Memory Host Controller Interface (NVMHCI). Diese von Intel auch NVM Express genannte Schnittstelle soll der neue Standard für per PCIe angebundene SSDs werden. (bbe)