【硬件编年史】自2006年世界上第一款搭载固态硬盘的电脑诞生之后，消费级SSD经过十几年的发展，从一开始的SATA6GbpsSSD，到坚挺了十年的PCIeGen3SSD，再到PCIeGen4SSD的诞生，SSD的速度一直在不断被刷新，如今最新一代的Gen4SSD发展已经相当成熟，从高端到主流市场都能看到Gen4SSD的身影。

一款SSD的好与否，核心就在于NAND颗粒、主控和固件，主控就像SSD的大脑，负责指挥数据的传输、颗粒的负载分配以及内部各项指令的运行。因此，主控的性能很大程度上决定了SSD的读写速度和综合表现。

那么今天我们就来盘一盘市面上消费级的PCIeGen4SSD主控，以及它们的不同特点吧。

在盘点之前，我们先来初略了解一下一个SSD主控内都包含些什么，简单来说，主控内包含处理器、PCIe+DDR缓存+NAND颗粒的物理端口、串行外设接口、NVMe单元、直接存储器访问单元、闪存控制器，安全模块、ECC保护单元、电源管理单元等模块。

SSD主控结构示意图来源：Marvell官网

SSD主控作为SSD的中枢，数据的传输、颗粒的负载分配以及内部各项指令的执行都需要主控来运作和协调，通常主控内部会搭载内置处理核心来负责这些任务，一些高端的SSD主控还会配备多个核心来分配工作。

目前消费级SSD主控通常会采用Cortex-R系列内核，Cortex-R5是目前SSD主控厂商使用较多的内核型号。

随着制程工艺的提升和PCIeGen4时代的到来，部分高端的PCIeGen4SSD主控也升级到Cortex-R8内核，它的制程工艺和性能相比Cortex-R5更好，搭载先进的内核，意味着SSD主控拥有更强大的数据传输能力。在SSD存储和读取数据的时候，数据都会从这里“路过”，因此，主控的传输性能越强大，SSD的读写速度也就越出色。

Cortex-R5内核架构来源：ARM官网

Cortex-R8内核架构来源：ARM官网

目前，市面上的能够制造PCIeGen4SSD主控的厂商，除了三星和闪迪（西部数据）是属于主控“自产自用”之外，其余品牌均推出了自己的解决方案供存储厂商使用，这些厂商包括Marvell、慧荣、群联、联芸、英韧。

这里通过表格形式来给大家展示一下各体育家厂商现有的Gen4SSD主控方案，由于时间有限，没能汇总所有主控对应采用的SSD型号，如果表中没有出现你的SSD，可以查阅相关的SSD评测拆解，也欢迎小伙伴在评论区下方补充型号。

三星存储作为存储行业的龙头，是目前行业中知名度较高的品牌，目前在售的唯一两款PCIeGen4SSD——三星980PRO和三星980PRO散热片版都是采用了自家的Elpis主控，其OEM版本PM9A1也是采用该主控方案。

关于Elpis主控，三星官方并没有放出其详细的参数信息，目前得知其采用的是PCIe4.0x4通道和NVMe1.3c协议，并且支持内置LPDDR4缓存，I/O队列数量从32位升级到128位，可以同时处理超过800万个命令。

Elpis部分参数信息来源：anandtech

结合三星980PRO的性能表现和官方数据，Elpis主控理论上可以支持7000MB/s的顺序读取和5000MB/s的顺序写入表现，以及1000000IOPS的随机读取性能，表现处于行业第一梯队水平。

三星980PRO散热片版空盘性能表现

从第一代黑盘开始，西数的SSD开始采用自家研发的主控芯片，随着WDBlack推出了SN850之后，西数的第二代自研SSD主控开始浮出水面。

与三星一样，西数并没有透露太多关于自家主控芯片的信息，根据拆解，可以看到SN850采用自家旗下闪迪的主控，型号为SanDisk20-82-10034，采用了16nm工艺制程，结合SN8507000MB/s和5300MB/s的顺序读写性能，以及1000000IOPS的随机读取性能，所以这是一款定位高端性能的Gen4SSD主控。

WDBlackSN850主控

近期西数还推出了另外一款Gen4SSD——WDBlackSN770，该款主控采用DRAM-Less设计，所以封装面积小了不少。读写性能方面，SN770拥有5150MB/s的顺序读取速度和4900MB/s的顺序写入速度，随机读取性能740000IOPS，是一款定位中高端性能的SSD主控芯片。

WDBlackSN770主控来源：Tom'sHardware

相信一些SSD用户对“马牌”主控是相当熟悉了，Marvell在2019年一次推出了三款PCIeGen4SSD主控，型号分别是88SS1321、88SS1322、88SS1323。

MarvellGen4主控参数信息来源：anandtech

88SS1321是Marvell面向小尺寸SSD的存储方案，也是三款主控方案中定位最高的一款，它最小支持到M.2-2230双面颗粒的尺寸规格。采用12nm制程工艺，搭载三核心的Cortex-R5处理器，支持PCIe4.0x4通道和NVMe1.4协议。可配备最高8GB的DRAM缓存，或DRAM-Less无缓存设计。

传输速度上88SS1321的表现并不是很出彩，顺序读取速度为3900MB/s，顺序写入速度为3300MB/s，4K随机读写速度690000IOPS。不过这款主控的功耗控制确实相当不错，Marvell官方表示在PCIe4.0x4的速率下功耗不到2W，深度休眠状态下的功耗更是仅为1mW。

Marvell88SS1321技术规格来源：Marvell

而定位低一些的88SS1322和88SS1323主控则是采用了DRAM-Less无缓存设计，因此可以实现更加紧凑的封装面积，同时，借助主机内存缓冲技术（HMB），可以达到入门水准的Gen4读写性能表现。

Marvell88SS1322参数来源：Marvell

慧荣科技是知名的台系主控厂商之一，其存储方案得到NAND厂商和OEMSSD厂商的广泛应用，也是目前SSD主控芯片出货量排名第一的厂商。

2020年10月，慧荣科技推出SM2264、SM2267、SM2267XT三款PCIeGen4SSD主控，均搭载慧荣独家的错误码纠错（ECC）技术、数据路径和EMI保护，满足存储设备所需的高效稳定需求。

SM2267和SM2267XT是两款定位入门级的主控芯片，具备四个NAND通道，连续读取速度为3900MB/s，连续写入速度为3500MB/s。SM2267支持DRAM缓存，而SM2267XT则是DRAM-Less设计，通过HMB技术达到高性能的随机读写能力，满足小尺寸SSD的设计需求。

慧荣科技SM2267/SM2267XT参数来源：慧荣科技

SM2264则是定位高端主控芯片，采用先进的12nm工艺制程降低功耗表现，搭载了4个Cortex-A8核心，拥有高速多线程处理能力，可满足混合工作负载作业需求，支持8个NAND通道，连续读取速度可达7400MB/s，连续写入速度可达6800MB/s，随机读写速度高达1000000IOPS。

慧荣科技SM2264参数来源：慧荣科技

另外一家台系主控厂商群联，在PCIeGen4SSD诞生初期可谓出尽风头，因为业界首款消费级PCIeGen4x4SSD主控芯片——PS5016-E16，正是群联推出的，Gen4SSD诞生初期的产品基本都采用了该方案。

PS5016-E16基于28nm工艺制程打造，采用双核Cortex-R5处理器，拥有8个NAND通道和32个CE，支持DDR4缓存，搭载群联电子第四代LDPCECC纠错引擎，以及整合完整数据路径保护功能。

性能方面，顺序读取速度为5000MB/s，顺序写入速度为4400MB/s，随机读取性能可达720000IOPS。

群联PS5016-E16规格来源：群联电子

虽说PS5016-E16帮助群联迅速占领了Gen4SSD的市场，不过它的性能表现和功耗还有进一步提升的空间，于是群联在一年后推出了PS5018-E18主控，成功在高端PCIeGen4SSD中占据一席之地。

群联PS5018-E18规格来源：群联电子

相比PS5016-E16，PS5018-E18升级至12nm制程工艺，处理器升级到3个核心，闪存通道速率提升至1200MT/s，顺序读取速度为7400MB/s，顺序写入速度为7000MB/s，随机读取性能达到了1000000IOPS。

此前PConline评测室也对数款采用该型号主控的SSD进行过评测，性能确实处于高端Gen4SSD的水准。

群联PS5019-E19T规格来源：群联电子

除了两个高性能的主控方案，群联还推出了定位更低的主流型号PS5019-E19T，采用DRAM-Less设计，顺序读取速度3700MB/s，顺序读取速度3000MB/s，保留第四代LDPCECC纠错引擎和整合完整数据路径保护功能，这款主控后期会广泛采用于入门级的Gen4SSD上。

英韧科技是来自中国上海的半导体设计公司，由Marvell前CTO吴子宁带领团队创立，自2018年消费级存储芯片量产之后迅速打入存储市场。目前英韧科技已推出三款PCIeGen4SSD主控，分别为IG5236、IG5220和IG5221。

IG5236是一款定位高端的SSD主控芯片，其采用12nm工艺制程打造，主控峰值功耗仅3W，外置DRAM缓存设计，具备8个NAND通道，主控最高顺序读写效能可达到7400MB/s和6700MB/s，随机读取性能达到了1000000IOPS，性能表现处于第一梯队水准，和市面上的高端Gen4SSD主控表现平起平坐，目前已经有多款高端Gen4SSD采用了该主控芯片。

此外，IG5236采用包括国密标准SM2/3/4、AES、SHA、端到端数据保护在内的多种数据加密和保护机制，官方宣称已达到最高级别的安全性能。

搭载IG5236主控的SSD顺序读写性能表现

IG5220和IG5221则是定位中高端的SSD主控型号，其中IG5220为DRAM-Less设计，最高设计容量4TB，IG5221可外置DRAM缓存，最高设计容量8TB，同样采用12nm工艺制程，性能方面两款顺序读写性能均为5100MB/s和5000MB/s，随机读取性能达到800000IOPS。

目前已知包括惠普、威刚等厂商的主流款Gen4SSD采用了IG5220主控方案。

前面我们盘点的数款DRAM-Less设计的主控，性能最高只能达到中高端水准，是时候请出咱们的国产选手出来露一手了。