憶恒創(chuàng)源（Memblaze）自成立以來(lái)專注于企業(yè)級(jí)SSD產(chǎn)品及技術(shù)創(chuàng)新，及時(shí)抓住了市場(chǎng)的先機(jī)，較早進(jìn)入知名品牌的供應(yīng)鏈，從而樹立了良好品牌形象，搶占了高起點(diǎn)客戶資源的競(jìng)爭(zhēng)先機(jī)。多年來(lái)，憶恒創(chuàng)源（Memblaze）積極進(jìn)行科技創(chuàng)新，不斷加大研發(fā)投入力度，新型科技成果不斷涌現(xiàn)。公開資料顯示，憶恒創(chuàng)源（Memblaze）已獲得發(fā)明專利64項(xiàng)，實(shí)用新型專利27項(xiàng)，計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)51項(xiàng)。
隨著技術(shù)的發(fā)展，如何充分發(fā)揮NAND性能，是打造高性能、大容量企業(yè)級(jí)SSD的重要課題。憶恒創(chuàng)源（Memblaze）硬件開發(fā)高級(jí)總監(jiān)倪勇在長(zhǎng)江存儲(chǔ)2022晶棧Xtacking線上沙龍企業(yè)級(jí)專場(chǎng)中，就NAND信號(hào)速率的提升和完整性方面的挑戰(zhàn)，發(fā)表了主題演講。
目前規(guī)模化量產(chǎn)的產(chǎn)品中，NAND接口速率可以做到1200MB/s左右，搭配8通道控制器剛好能夠滿足PCIe4.0SSD的前端帶寬要求。而在下一代企業(yè)級(jí)SSD產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，PCIe將升級(jí)至5.0，帶寬翻倍，屆時(shí)，NAND是否能夠跑滿2400MB/s的I/O速率，這將是SSD設(shè)計(jì)時(shí)需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。
通常來(lái)說(shuō)，在SSD的設(shè)計(jì)方案中，影響NAND接口速率的因素有以下幾點(diǎn)：
NAND封裝技術(shù)對(duì)信號(hào)速率的影響
按照堆疊技術(shù)的不同，Die外圍電路的設(shè)計(jì)主要有三種方式：CNA、CUA和CBA，其中，CNA存儲(chǔ)單元與外圍電路水平布局，技術(shù)成熟，簡(jiǎn)單易用。CUA、CBA存儲(chǔ)單元與外圍電路垂直立體布局，其制造工藝雖然更加復(fù)雜，但成品Die的面積更小，成本更低，由于外圍電路與存儲(chǔ)單元更近更直接，使得NAND可以實(shí)現(xiàn)更高的接口速率。
值得一提的是，長(zhǎng)江存儲(chǔ)的Xtacking架構(gòu)，同樣也是采用了外圍電路與存儲(chǔ)單元的垂直布局方式，其優(yōu)勢(shì)在于外圍電路和存儲(chǔ)單元晶圓可分開加工，通過(guò)晶圓鍵合技術(shù)將他們聯(lián)接在一起，具有更高的技術(shù)難度和技術(shù)領(lǐng)先性。
以BGA132封裝，包含2顆Die的NAND為例，通常NAND封裝對(duì)外會(huì)暴露兩組總線，即每個(gè)Die分別對(duì)應(yīng)一組總線，分別是Bus0和Bus1，Die的堆疊方式按照其形狀不同，也會(huì)分為兩種。由于BGA132封裝的外部信號(hào)總線分布位置是固定的，兩種不同的Die堆疊方式在封裝基板的設(shè)計(jì)上，會(huì)存在不同的布線長(zhǎng)度。
SSD從采用DDR接口開始，信號(hào)完整性的仿真就已經(jīng)是標(biāo)準(zhǔn)配置，尤其是在Gbps以上的信號(hào)速率，沒(méi)有仿真寸步難行。所以信號(hào)完整性仿真是必須要覆蓋的設(shè)計(jì)項(xiàng)目，用以確定前期的拓?fù)浞桨福?qū)動(dòng)和端接選擇。
仿真之后需要進(jìn)行測(cè)試，由于測(cè)試本身存在局限性，如測(cè)試點(diǎn)的位置確定，測(cè)試覆蓋率等，使得測(cè)試無(wú)法成為系統(tǒng)信號(hào)完整性的直接證明。所以需要通過(guò)仿真與測(cè)試的Co-relation對(duì)比，來(lái)驗(yàn)證仿真結(jié)果與最終實(shí)現(xiàn)的一致性，從而確定最終的仿真模型，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行整板全信號(hào)仿真，以覆蓋所有的信號(hào)。
除了信號(hào)之外，需要重視電源完整性對(duì)信號(hào)完整性的影響，濾波電路的選取，電源的設(shè)計(jì)與測(cè)量結(jié)果，也是影響信號(hào)質(zhì)量的直接因素。
SSD系統(tǒng)軟件配置
最后，我們還總結(jié)出了一些常用的，可以進(jìn)一步調(diào)優(yōu)信號(hào)完整性，評(píng)估信號(hào)可靠度裕量的手段：
充分利用NAND的feature，來(lái)優(yōu)化信號(hào)質(zhì)量，比如ZQCalibration，VrefTraining等。
通過(guò)NAND的TX/RXtraining來(lái)優(yōu)化信號(hào)窗口。
多樣本下的讀寫操作，通過(guò)LDPC糾錯(cuò)率，ReadRetry次數(shù)等，可以判斷系統(tǒng)傳輸上的NAND信號(hào)質(zhì)量。
針對(duì)NAND接口進(jìn)行EST測(cè)試，可以進(jìn)一步評(píng)估系統(tǒng)的可靠性裕量。
以上是憶恒創(chuàng)源（Memblaze）在長(zhǎng)江存儲(chǔ)2022晶棧Xtacking線上沙龍企業(yè)級(jí)專場(chǎng)，針對(duì)NAND接口速率對(duì)高性能SSD硬件設(shè)計(jì)帶來(lái)的挑戰(zhàn)與應(yīng)對(duì)的一些總結(jié)。
憶恒創(chuàng)源（Memblaze）深刻洞察行業(yè)市場(chǎng)和客戶需求，技術(shù)創(chuàng)新能力不斷增強(qiáng)，已通過(guò)自主研發(fā)掌握了多項(xiàng)核心技術(shù)，在保持增長(zhǎng)的同時(shí)，積極調(diào)整優(yōu)化內(nèi)部結(jié)構(gòu)，持續(xù)提升服務(wù)水平，為行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展貢獻(xiàn)力量，成為行業(yè)的標(biāo)桿典范。