В России разработан первый отечественный контроллер для SSD-накопителей. Его создала компания Kraftway. Первые образцы микросхемы выпустила фабрика TSMC, отказавшаяся работать с Россией. Серийное производство чипов начнется в 2023 г. на заводе китайской компании YMTC. В России выпуск невозможен ввиду отсутствия необходимого производственного оборудования.
Российская компания Kraftway анонсировала твердотельные накопители (solid state drive, SSD), построенные на базе первого в истории отечественного контроллера. Как сообщили представители компании, чип является собственной разработкой Kraftway.
Микросхема получила название К1942ВК018. В настоящее время построенные на ней SSD-драйвы работают в различных системах, собранных на отечественных процессорах «Эльбрус» компании МЦСТ.
Разработчик показал накопитель ASIC v1 первого поколения, построенный на K1942VK018. Данный контроллер производится по 28-нанометровому техпроцессу – его выпуском занимается тайваньская компания TSMC. Этот вендор еще в феврале 2022 г. перестал сотрудничать с компаниями «Байкал электроникс» и МЦСТ в угоду американским санкциям против России. Не исключено, что ограничения затронули и Kraftway.
Выпускать K1942VK018 в России нельзя – в стране нет необходимого для этого оборудования. Контроллер поддерживает восемь каналов памяти, а также декодирование LDPC, RAID массивы, плюс в нем реализована возможность контроля и управления питанием.
В каталоге Kraftway есть два SSD-накопителя – ASIC v1 и ASIC v2. Оба выполнены в виде платы расширения PCI-E 4.0. SSD-драйвы такого форм-фактора нечасто используются в настольных ПК, а в некоторых из них, например, в неттопах, под них и вовсе нет места.
Разработчики заверили, что K1942VK018 может использоваться в SSD различных форматов, включая наиболее востребованный пользователями М.2 – эти модули используются и в настольных ПК, и в ноутбуках, к тому же на их основе собираются портативные носители информации. Потребление энергии в случае K1942VK018 не превышает 4 Вт.
Дуэт SSD-накопителей Kraftway представлен одной базовой и одной топовой моделью. Линейку открывает драйв ASIC v1 в виде платы HHHL, которую разработчик оснащает модулями флеш-памяти 2D MLC и 3D MLC в зависимости от модификации. Также доступна версия с pMLC.
ASIC v1 подключается по PCI-E 4.0 x4 и может вмещать в себя до 2 ТБ информации. За счет выбранного интерфейса подключения он работает быстрее в сравнении с классическими SATA-накопителями, выдавая 830 МБ/с и 680 МБ/с при чтении и записи соответственно. Производительность накопителя составляет до 55000 операций ввода-вывода в секунду (IOPS) при записи и 65000 IOPS при чтении.
ASIC v2 имеет более выдающиеся характеристики. В частности, его производительность находится на уровне 200000 IOPS (чтение) и 150000 IOPS (запись), а скорость работы составляет 1500 МБ/с при чтении и записи. Это достигается, в том числе, и за счет интерфейса PCI-E 4.0 x4.
Вместительность ASIC v2 достигает 16 ГБ. Используемые модули памяти – 3D MLC, TLC и QLC NAND.
В ASIC v2 и ASIC v1 наряду с российским контроллером, выпускающимся в Тайване, используется флеш-память российской GS Nanotech на кристаллах иностранных вендоров. В зависимости от модификации на плате могут быть распаяны модули с чипами японской Kioxia, американской Micron (не путать с российским заводом «Микрон») и китайской YMTC.
Стоимость накопителей к моменту выхода материала не раскрывалась. Kraftway намерена наладить серийный выпуск своих контроллеров в 2023 г. По информации Habr, выпуском чипов с высокой долей вероятности займется китайская YMTC, контракт с которой уже заключен.
В распоряжении YMTC есть единственный завод в Ухане (Китай), способный выпускать до 100 тыс. 300-миллиметровых кремниевых пластин в месяц. В настоящее время компания строит вторую фабрику в том же городе, которая должна открыться к концу 2022 г. и обеспечить производство еще 200 тыс. таких пластин в месяц.
Как сообщили представителей Kraftway, «в накопителе задействован интерфейс PCIe x4 gen.2 (аппаратная реализация NVMe 1.2), а максимальная емкость достигает 2 ТБ. Скорость последовательного чтения/записи превышает 800 МБ/с».
«Все этапы разработки микросхемы контроллера твердотельного накопителя информации: создание математической модели, проектирование архитектуры и алгоритмов работы, разработка всех основных IP-блоков и интерфейсов, реализация от прототипа до физического дизайна были проведены в России. Разработка ASIC v1 длилась четыре года с конца 2015 г. до конца 2019 г. Иностранные специалисты не привлекались. Математические алгоритмы и ядро SSD разрабатывали с привлечением научных сотрудников МГУ. Часть периферийных и внутренних IP-блоков разрабатывали специалисты Kraftway».
«Производство твердотельных дисков осуществляется на заводе Kraftway в Обнинске. Серийное производство первого поколения микросхем контроллера было приостановлено после выпуска первой партии, поскольку цена памяти MLC в пересчёте на 1 ГБ в несколько раз выше TLC, который ASIC v1 не поддерживает, – подытожили представители разработчика».