固态硬盘主控科普：认识SSD主控及分类、主流主控厂商及特点

一、什么是SSD主控

固态硬盘（SSD）主要由控制单元、存储单元和接口组成。其中，控制单元，也就是我们所说的主控芯片，是SSD的重要器件，承担着指挥、运算和协作的作用。一款主控芯片的好坏直接决定了SSD的实际使用体验和寿命，而不同架构、制造工艺、核心数量、晶体管数量、频率高低都关乎主控的性能表现。

主控的具体作用表现在：一是合理调配数据在各个闪存芯片上的负荷，让所有的闪存颗粒都能够在一定负荷下正常工作；二是连接闪存芯片和外部接口，承担用户数据的读写中转；三是负责SSD内部各项指令的完成，诸如Trim、CG回收和磨损平衡等。

主控一方面要跟主机沟通协作，接收和处理主机发来的指令，另一方面也要跟闪存颗粒打交道，搞好底层数据存取的具体实现。闪存颗粒的智能化程度很低，只能遵循特定的闪存接口（如Toggle或者ONFI）进行访问，而不同的闪存芯片在工作特性上有很大不同，这就需要主控去主动适应闪存的特点。

SSD中ECC纠错算法主要包括BCH和LDPC两种。不过，随着SSD对ECC纠错技术要求越来越高，BCH开始有些吃力，LDPC逐渐成为主流。LDPC纠错算法实际上包含了硬判决和软判决两部分，前者在主控芯片内由硬件加速实现，后者则需要结合主控的运算能力去加强纠错效果。由于闪存颗粒并不是只到了寿命末期才会出错，因此主控纠错引擎其实是始终在运作的，每一次写入和读出的数据，都要经过主控纠错引擎的检验和处理，并且，随着闪存颗粒工艺越来越先进，相应地对主控的要求也越来越高。

二、SSD主控分类

消费级SSD主控主要分为两大阵营：闪存原厂和主控厂商。

1、闪存原厂：例如三星、闪迪、铠侠、英特尔或者美光的主控，都搭配自产的闪存颗粒，产品品质自然是一流的。不过，除了三星之外，现在很多原厂SSD也不再完全使用自主研发的主控芯片了，比如英特尔和美光的部分SSD产品，使用的是慧荣的主控。也就是说，各大闪存原厂都在一定程度上将主控设计和固件研发的工作委派给专门的主控供应商，由他们在原厂的技术支持下，完成主控和固件的设计。最终，原厂SSD产品会通过定制固件的方式，将原厂SSD与公版产品区分开。

2、主控厂商：多集中在美国、台湾地区和中国大陆。包括Marvell、慧荣、群联、点序、瑞昱等，而得益于国家这两年鼓励扶持芯片国产化，出现了很多国产主控厂商，如得一微、联芸、华澜微、英韧、国科微、忆芯等。 其中，慧荣前身Silicon Motion是在美国硅谷成立的，2002年合并重组后，成为总部设在新竹的台企，但其在大陆的业务布局广泛，深圳、上海、北京、南京均有研发及营运团队，业务本地化明显。

目前，国内SSD产品常用，且有量产工具流传出来的主控厂商包括慧荣、群联、点序、英韧、得一微、瑞昱、联芸、迈威、国科、华澜微等等。每个主控需要用各自对应的量产工具，不同的量产工具支持的闪存颗粒也有差异，因此要根据SSD实际的主控型号、闪存制程下载量产工具，目前比较推荐的量产工具下载网站是量产部落，软件相对全面、专业，可以说是量产工具一站式下载平台。

三、主流SSD主控厂商及特点

1、慧荣（SMI）：在慧荣主控中，SATA协议产品主要是SM2258XT、SM2259XT，但由于架构、制程的更新升级，如今主推的是SM2259XT2、SM2259XT3。NVME协议产品主要是SM2263XT和SM2262EN。在慧荣主控的产品系列中，带「XT」后缀表示不支持DDR缓存，带「EN」后缀则支持DDR缓存。总体而言，慧荣主控具有很好的稳定性和兼容性，响应时间快，闪存支持广泛，不管什么样的闪存颗粒，几乎都能支持。慧荣主控的量产工具通俗易懂，一些新增功能在量产部落的更新开放也很快，ECC设置也简单，按需求做好级别设置后，RDT按设置扫描坏块。由于慧荣主控服务范围广，相较于其他厂商的主控，对某些InkDie颗粒的支持，就显得不太友好了。

2、得一微（Yeestor）：得一微主控目前使用最多的SATA协议产品是YS9082HC和YS9082HP。其中，YS9082HP主控的不良率相对慧荣会高一些，但量产工具相对慧荣更简单，只要能支持的几乎不需要做Driving setting。无需调试驱动，使用得一微主控做一次K1开卡，跑完RDT后不需要再次开K1。对于某些InkDie颗粒，得一微相对于慧荣的支持也要更好一些。或出于加强对自家主控把控方面的原因，得一微的量产工具只在量产部落有更新发布，而且软件在很多方面不支持改动，这意味着如果有增加功能的需求，都需要得一微工程师来修改。此外，也许是因为量产工具架构不同，得一微量产开卡需要从K2开始，而慧荣只需做K3开卡就可以，这意味着更繁杂的工序。

3、瑞昱（Realtek）：瑞昱的SATA协议主控有RTS5732、RTS5733、RTS5735，NVME协议主控有RTS5765。其中，RTS5732、RTS5733采用两排引脚交错的QFN封装，容易造成SMT贴片不良，过渡到RTS5735单排QFN封装后，相对好多了。瑞昱方案下，每款不同容量产品的量产都需要调试config文件，瑞昱会针对客户送样的颗粒进行调试优化和工程验证，所以每家客户的量产工具也会不一样，倒是在量产部落发布了很多量产工具。瑞昱主控初次跑RDT时电流会偏大，以至于要先插盘再通电，如果在通电状态下插盘会造成某些盘不跑RDT。瑞昱量产工具有个小问题，就是有些功能看似有，实际上无法实现，或者有些功能无论是设置了开还是关，默认却都是打开。

4、联芸（Maxio）：联芸Maxio和云莲Maxiotek隶属于同一家公司，云莲几乎停产，联芸常见的SATA协议主控有MAS0902、MAS1102；NVMe协议主控主要有MAP1202、MAP1602，均采用联芸自研的Agile ECC纠错技术。一般来说，联芸主控通常搭配GoodDie颗粒做得比较多，支持InkDie颗粒的比较少，已知MAS1102和MAP1202有专门支持InkDie颗粒的量产工具。另外，联芸的量产工具也只在量产部落发布，技术支持不算太完善，跳线规则相对复杂，对于DIY玩家来说难度较大。与慧荣、得一微、瑞昱、群联这些主控不同的是，联芸的量产软件界面全是英文，设置方面门槛较高，一家国产的主控厂商，研发的软件竟然只有英文没有中文，这点比较令人费解。