对于企业用户来说，选择固态盘（SSD）的重要一条是“ 久经考验 ”，这样才能给业务系统最大的保证。
Solidigm虽然在2021年底才宣布成立，但是在SSD上的技术底蕴却可以追溯到30多年前的英特尔*时期。1986年，英特尔提出了闪存卡的概念，并成立了专门的部门，1988年推出其首款商用闪存芯片，1989年与微软合作推出针对闪存的文件系统。长期以来，英特尔一直坚持在闪存领域的长期投入，是SSD技术发展最重要的贡献者之一，比如发起NVMe规范并积极参与具体规范的制定和更新，还有在更符合企业用户使用习惯的U.2接口等方面的创新。
（2020年10月SK海力士与英特尔签订协议，收购后者的NAND和固态硬盘（SSD）业务，并在2021年正式成立独立子公司Solidigm）
尤其是对性能、可靠性以及安全性要求更为苛刻的数据中心市场，Solidigm继续保持在NAND专利领域不断创新，是诸多互联网及企业用户的主流选择。2022年3月，Solidigm发布了新公司成立后的首款产品D7-P5530，紧接着，在4月底又发布了D7 系列PCIe 4.0 高性能SSD，包括主打数据中心和企业级应用的D7-P5520 和D7-P5620。
Solidigm固态盘的命名规则
对于产品型号，很多人的直观感受是一串冷冰冰的字符，实际上每个字母和数字都有独特的含义。下面咱们一起来了解一下Solidigm数据中心级固态盘的命名规则：
命名原则
1、Solidigm 传承原英特尔SSD的命名规则 ，使用Solidigm Dx Xxxxx Series （其中“X”为字母，“x”为数字）来对产品系列命名。
2、Solidigm NVMe 固态盘 以D加数字开头 ，代表产品是定位性能还是性价比导向。如数字7代表性能导向的NVMe SSD，数字5代表性价比导向的NVMe SSD，而数字3则代表SATA SSD。
3、Xxxxx中，“X”为字母 P 代表PCIe/NVMe接口固态盘；为 S 代表SATA固态盘；为 D 则代表Dual Port NVMe即双端口NVMe固态盘。
字母后第一位数字代表控制器的“代“数，如5代表第5代控制器；
字母后第二位数字代表寿命等级，数字越大，写入量越大；
字母后第三位数字代表NAND闪存介质的迭代；
字母后第四位数字代表其他特性，如0为普通，1为低功耗，2为性能优化，6为大容量 IU（Indirection Unit，如16K或64K），8为PCIe x8 AIC。
举例来说，Solidigm D7-P5510产品是定位性能导向，采用第5代（控制器）架构、标准寿命的主流NVMe固态盘产品，而D7-P5520相对于P5510在架构上相同，主要做了NAND闪存介质的迭代。
SolidigmD7-P5620产品则是定位性能导向，同为第五代架构、重度写场景的高写入寿命的主流NVMe固态盘产品。
多种形态 适用不同场景
通过了解Solidigm固态盘的命名规则，相信大家对它的产品应用场景和市场定位有了更加清晰的认识。而SSD的形态五花八门，对应接口形态也多种多样。
关于SSD的接口与形态，我们之前的《SSD新范式|从SATA到NVMe》上、下篇已有介绍，后续还会有相关内容，本文不再重复。此次发布的新产品系列中，作为高写入场景的SolidigmD7-P5620只有U.2一种形态，容量规格包含1.6TB、3.2TB、6.4TB、12.8TB四种。而主打读多写少应用场景的SolidigmD7-P5520则拥有多达四种形态，除了常规的U.2外，还有EDSFF标准规范的两款（不同厚度的）E1.S及一款E1.L。
高写入场景：SolidigmD7-P5620
来源：Solidigm™内部数据
定位于高写入场景的SolidigmD7-P5620拥有业内领先的随机写入性能。其中的6.4TB型号在4KB随机读写测试中达到了39万IOPS。随机读性能则突破了百万大关，达到110万IOPS。在混合读写（70%读、30%写）测试中的成绩接近60万IOPS。
来源：Solidigm™内部数据
在高负荷之下，SSD能否提供稳定的性能表现也很重要，长尾读写延迟应尽量减少。在体现稳定性的IOPS一致性方面，SolidigmD7-P5620为读90%、写85%，可以提供符合预期的良好表现。
在 可管理性方面 ，SolidigmD7-P5620支持NVMeMI 1.1规范，包含MCTPOver SMBus、MCTPOver PCIe VDM。
来源：Solidigm™内部数据
混合读写场景：SolidigmD7-P5520
主打混合读写（读多写少）访问场景的SolidigmD7-P5520拥有四种形态，即U2、9.5mm厚E1.S、15mm厚E1.S、9.5mm厚度E1.L，其中：
- U.2产品容量规格包含1.92TB、3.84TB、7.68TB、15.36TB;
- 两个厚度的E1.S产品容量规格均为1.92TB、3.84TB、7.68TB；
- 加长款的E1.L产品特点是容量大，只有15.36TB一款。
SolidigmD7-P5520 的形态
来源：Solidigm™内部数据
高性能SSD的体型通常较大，那是因为需要更多的颗粒组成更多的读写通道，早期的SSD可以看到PCB上挤满颗粒。随着封装技术的进步，多颗NADNFlashDie（如4、8颗die）可以封装为一颗芯片，若干芯片再焊接在PCB，即使较为紧凑的空间内，也可以提供足够多数量的读写通道。随着3DNAND技术的发展，达到同样的容量所需的NAND颗粒不断减少，现在低容量的SSD性能常会明显低于同时代的其他型号，大概率就是受通道数量不足的影响，这种差异在消费类SSD上更为明显。
反过来看，为了保证性能（更多的通道、颗粒），那么高性能SSD的容量通常也会比较大，譬如上一篇中分析的SolidigmD7-P5510，它采用144层3DNAND介质，起跳容量为3.84TB，而上一代的DCP4510/4511的起跳容量为1TB。这就导致在新旧交替时期，新产品在1～2TB的小容量段中出现了空白。
从D7-P55201.92TB的起跳容量可以惊喜地看到，虽然与D7-P5510同为144层3DNAND介质，但为了满足用户需求，Solidigm在这一代提供了更多的容量选择。Die的数量减少，而性能依然有保障，要归功于若干技术革新，例如透过BBD（BlockBy Deck）和独立多平面读操作（IMPRO）等技术特性以提升介质本身的性能。
来源：Solidigm™内部数据
在BBD架构中，Solidigm将较大的阵列分为3个Deck，用虚拟层将每个Deck分开。为了更有效地擦除区块，每块Deck可以被擦除而不触及存储在其他Deck上的数据。每个Deck可以按不同的模式（SLC、QLC）运作，用以更好满足固体盘的设计需求。除了直接提升性能，BBD对垃圾回收也有极大的帮助，并能显著提高服务质量（QoS）。
为了提升随机读取性能，Solidigm还开发了独立多平面读操作（IMPRO）技术，通过将四个平面分割成可以异步读取的两个双平面组，使固态硬盘可以同时独立接收和执行读取命令，从而使读取操作的性能翻倍。这些性能改进需要配合NAND介质的一系列优化，譬如IMPRO的异步操作会产生噪音耦合，为了减轻这种影响，Solidigm配置了电荷泵、字线/位线调节器和降压（LDO）调节器，以驱动每个平面组中的独立负载。
来源：Solidigm™内部数据
性能，依旧是性能
在衡量SSD的可靠性时，通常会提到QoS（Qualityof Service，服务质量）。SSD的服务质量(QoS)是指在服务读/写工作负载时的延迟和IOPS性能的一致性和可预测性。QoS指标证明，对于特定时间段内测试的最坏情况的工作负载，SSD的延迟和IOPS状况处于特定范围内（通常为在预定时间段内多达至少99%的数据点），而不存在导致应用性能突然下降的意外异常值。QoS表现越好，意味着其性能越稳定，这对于现代企业应用有着非常重要的意义，比如证券等金融行业，其不仅要低延迟，还要求稳定的低延迟，突发的高延迟极大地增加了经济损失风险。
同时，QoS还对大规模数据中心有着无比重要的意义，在一个拥有数千台甚至数万台服务器的集群内，单个SSD的QoS性能表现，哪怕只有0.1%的差距，也会给大规模系统的稳定性带来极大的影响。
通过对DCP4510、D7-P5510和D7-P5520这三代产品的相同容量进行性能对比，可以直观地看到近年来的技术升级给用户应用所带来的性能增长。
4KB随机读取性能
相较早期产品提升多达57%，4KB随机写入提升多达80%，在4KB读写比为70/30的提升也达到了25%。
128KB顺序读取性能
较早期产品提升多达123%，128KB顺序写入提升了37%。从QoS也能看出D7-P5520性能一致性的表现非常出色。
来源：Solidigm™内部数据
由此我们可以看到，升级后的D7-P5520在以数据读取为主的应用场景中可以显著加速。
通过对DCP4610和D7-P5620的相同容量进行性能对比，可以看到无论是4KB随机读取或是写入，性能提升都多达50%以上，128KB顺序读取性能则较早期产品提升了2倍，128KB顺序写入也提升了20%。
来源：Solidigm™内部数据
由此我们可以看到，升级后的D7-P5620在以数据写入为主的应用场景中也有了非常明显的性能提升。
质量与可靠性嵌入式设计
一流的质量和可靠性始于原始设计。Solidigm在云计算和企业领域拥有数十年的经验，再加上源自英特尔的DNA，使Solidigm能够以全面的方式进行高质量的设计。
来源：Solidigm™内部数据
1、 关键组件设计
所有关键组件的设计，如控制器，NAND，固件等均由Solidigm亲自掌控。
2、 质量保证+第三方组件的内部认证
Solidigm通过全面的质量保证计划对第三方组件进行额外的质量检查，包括供应商可靠性审查和配合评估、供应商制造测试/偏差管理和持续的质量保证监控，以及第三方组件的全面内部鉴定（电应力、机械测试、架构验证）。
3、 增强型突然断电防护固件设计
几乎每个SSD供应商都会在重启时检查是否有足够的电量来恢复驱动器，但他们默认数据保存准确。Solidigm在固件检查中进行了设计，以额外验证数据在电源恢复时是否准确保存。这一点很重要，因为突然断电重启事件的发生频率比通常理解的要高，这可能会导致用户数据的损坏。
4、 强大、全面的端到端数据路径保护
未被检测到的数据损坏（Undetecteddatacorruption，也称为静默错误）发生的频率比感知到的要高，成本也非常高昂，某些控制器元件可能容易受到影响。为了更好地防止这种情况，Solidigm设计了额外的保护级别，包括：
- 内置冗余的ECC和CRC两种校验可以同时激活；
- 保护控制器内的所有关键存储配置：指令缓存、数据缓存、间接缓冲区和物理层缓冲区；
- SRAM的ECC覆盖率提高到99%以上，这是业界最高的覆盖率之一；
- 如果不确定是否发生了静默错误，可以重新启动驱动器。
Solidigm固态盘经过了超越行业规范以及行业惯例的严苛测试。
5、 持续改进已知和新的失效机制
DFMEA（designfailure mode and effectanalysis，设计失效模式和影响分析）是一个在设计过程中寻找潜在或概念性失效的过程，这些错误可能还没有发生就已经有了针对性的设计。在这个关键阶段，Solidigm的设计经验和深入的客户参与为该功能提供了极大的帮助。
结语
PCIe4.0倍增的带宽充分释放了当前NANDFlash和控制器的性能，也使得x4lane为基础的甜点形态延续了生命力。在SolidigmP5520、5620上，新控制器和介质还带来了IOPS的大幅提升，扩展了容量选择范围，并进一步完善了安全、远程操作等方面的可管理性。可以说这是一次面子和里子都令人满意的迭代。可以看出，无论是性能、QoS还是设计方面，Solidigim能够更好地支撑性能需求苛刻的应用场景，同时还有助于降低规模部署SSD后的运营成本。
当然，Solidigm不仅有SSD硬件产品，同时还提供诸多帮助用户监控、管理以及分析SSD的工具，比如VROC，其通过与英特尔处理器上的VMD技术相结合，在处理器层面，不以牺牲NVMeSSD的性能为前提，针对存储在NVMeSSD上的数据进行有效保护，后续我们会逐一介绍，敬请关注。
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Solidigm对非Solidigm产品的优化可能无法达到对Solidigm编译器或其他产品的优化程度。
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