東芝巧妙加入橋接晶片：SSD速度、容量前所未見

摘要： SSD固態硬碟持續飛速發展，而在ISSCC 2019國際固態電路大會上，東芝介紹了他們的全新方案，利用小小的橋接晶片，可實現SSD在速度、容量兩個層面的大幅度提升。 我們知道，SSD的結構都是多顆快閃記憶體晶片連線一顆主控制器，由後者管理操作，而隨著快閃記憶體晶片越來越多，主控的操作速度會...

SSD固態硬碟持續飛速發展，而在ISSCC 2019國際固態電路大會上，東芝介紹了他們的全新方案，利用小小的橋接晶片，可實現SSD在速度、容量兩個層面的大幅度提升。

我們知道，SSD的結構都是多顆快閃記憶體晶片連線一顆主控制器，由後者管理操作，而隨著快閃記憶體晶片越來越多，主控的操作速度會大大下降，所以SSD內能使用的快閃記憶體晶片數量是有限的，這就限制了整體容量和速度的提升。

為了提升SSD容量，就需要增加主控介面數量，但這會導致數量極其龐大的訊號線連線到主控，使得SSD主機板佈局異常困難。

東芝提出的新方案是 在主控和快閃記憶體晶片之間放置多顆橋接晶片 ，並實現了三大創新：

1、以 環形菊花鏈 的方式連線主控和多顆橋接晶片，所需收發器數量從兩對減少到一對，減小芯片面積。

2、在主控和橋接晶片之間使用 PAM4 (四電平脈衝幅度調製)進行序列通訊，以降低操作速度和效能壓力。

3、改進 抖動 (時鐘或訊號波形時間域的波動)，橋接晶片中不再需要PLL電路(生成精確參考訊號)，同時利用CDR電路(始終資料恢復)，降低功耗，縮小芯片面積。

東芝目前的原型方案包含四顆橋接晶片，採用28nm CMOS工藝製造，所有橋接晶片和主控的速度都高達25.6Gbps，同時BER錯誤率低於10的負12次方。

相比之下，傳統方案最高只能達到9.6Gbps，佈線複雜度卻高出2倍。

東芝表示，會繼續深入相關工作，包括提升橋接晶片效能、縮小面積、降低功耗， 最終將SSD的高速度、大容量帶到前所未見的水平。

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