LSI SandForce SF3700 : la troisième génération de contrôleurs SSD arrive

Le fabricant LSI vient d'officialiser sa troisième génération de contrôleurs SandForce destinés aux SSD, la bien nommée famille SF3700 (coucou Intel), qui avait déjà été croisée au Computex sous l'alias Griffin. Probablement la dernière avant l'arrivée du SATA Express qui permettra de libérer significativement le tuyau des débits au plus grand nombre. Ce nouveau venu intègre nativement une double interface SATA (limitée à 550Mo/s) et PCIe 2.0 x4 (limitée à 2Go/s), ce qui évitera des contrôleurs tiers pour assurer la transition vers les liens PCIe tels qu'on en voyait sur les SSD PCIe jusque là. Il se passe également d'une puce de mémoire tampon tierce, permettant son intégration sur une vaste variété de formats et réduisant en sus les coûts associés à son intégration. C'est tout bénef ' ! On imagine que c'est également dans ce soucis de proposer une solution tout-en-un au plus grand nombre que le contrôleur ne supporte pas le PCIe 3.0, ce qui nous semble manquer d'ambition pour un produit arrivant à l'horizon 2014.

Pour cette nouvelle génération gravée en 40nm, LSI indique ne pas avoir travaillé sur une évolution de l'architecture des SF-1200 et SF-2200, développés à la hâte pour satisfaire une demande de marché importante, mais avoir revu sa copie à partir de zéro. C'est en soit une bonne chose bien que peu rassurante quand on sait le nombre de ratées question firmware qu'ont connues les deux premières familles de contrôleurs.

La famille SF3700

4 déclinaisons de l'ASIC sont prévues, dans la tradition du fabricant pour réaliser des économies d'échelle vu le nombre de puces distribuées à ses partenaires, supportant des capacités allant de 128Go à 2To :

• SF3719 et SF3729 : entrée de gamme, SATA 6Gb/s ou PCIe 2x, dont les fonctionnalités sont bridées par firmware. Destiné au marché de la mobilité avec le format M.2 (successeur annoncé du mSATA, dérivé du SATA Express) préconisé. Travaille sur 8+1 canaux NAND, mais uniquement avec de la MLC ONFI et Toggle.
• SF3739 : la variante que l'on devrait voir le plus sur le marché des SSD deskop. Il supporte le SATA 6Gb/s / PCie x4, ainsi qu'une protection des données contre les coupures de courant. Travaille sur 8+1 canaux NAND avec le support des MLC et TLC ONFI et Toggle.
• SF3759 : puce entreprise, SATA 6gbps / PCIe x4 avec leur lot de fonctionnalités plus avancées quant à la protection des données et un support des NAND SLC et eMLC, toujours sur 8+1 canaux.

Au niveau des débits, c'est la fiesta du Mo/s en PCIe, on tâtonne quasiment avec la limite théorique du PCIe x4 même si les chiffres communiqués ne concernent que des débits séquentiels maximaux, les performances en aléatoire étant dépendantes de plusieurs autres facteurs comme le type de NAND embarquée ou le type de données traitées. Côté SATA, pas de révolution sur le papier qui reste proche des débits maximaux autorisés par la norme, mais il faudra voir les tests pratiques pour attester là aussi de l'efficacité de cette nouvelle architecture sur la parallélisation en lecture et en écriture avec des accès aléatoires.

Les technologies maison, dont nous avions eu un aperçu en août, sont évidemment toujours d'actualité : le RAISE (Redundant Array of Independent Elements) destiné à protéger les données contre une défaillance au niveau des cellules NAND se dote d'un niveau supplémentaire activant un bit de parité, et ce pas forcément au détriment de la capacité puisque l'overprovisionning nécessaire peut être compensé par l'utilisation du 9e canal NAND dont nous parlions plus haut. Ainsi les constructeurs utilisant cette possibilité pourront proposer des SSD avec une capacité formatée entière et un RAISE de niveau 2 activé, soit une protection allant jusqu'au niveau d'un die de NAND là où le niveau 1 ne propose qu'une protection au niveau d'une page ou d'un bloc. Un très bon point pour l'aspect fiabilité !

Dans le même ordre d'idée, le SHIELD (=correction ECC) est rendu variable en fonction de l'état des cellules : plus l'usure sera prononcée, plus le contrôle ECC sera copieux. Cela pourra amener à des disques dotés d'une capacité de stockage variable, l'espace réservé à l'ECC l'étant. Une fonctionnalité toutefois non supportée à ce jour sur les OS grand public. Le cryptage matériel est assuré sans surcoût de ressources en AES-256 (recommandé par la NSA, véridique !), le TCG (Opal / Entreprise) étant optionnel.

Le diagramme logique des SF3700

Le Durawrite, spécificité des contrôleurs Sandforce, qui compresse à la volée les données écrites pour limiter le nombre d'écritures se voit également amélioré avec notamment une meilleure compression des données, donc une baisse au niveau de l'amplification d'écriture, toujours dans l'optique de maximiser la fiabilité. Là encore, le Durawrite pourrait permettre de moduler l'espace de stockage disponible, mais ce n'est pas au programme du jour même si le Durawrite Virtual Capacity est au catalogue des solutions actuelles de LSI et pourrait offrir un surplus de place sur un facteur de... 3 !

En parlant de table de 3, voilà qui fait un nombre de calculs assez balèses pour ce contrôleur dont la fréquence de fonctionnement n'est pas précisée. Reste que les premiers samples montrés laissent entendre à un dégagement calorifique certain, puisque la puce est surmontée d'un radiateur plutôt imposant ; un point à suivre de près. Et pour finir une belle vidéo bien marketée comme on les aime, avec de beaux trucs super hi-tech dedans pour montrer que chez LSI le hi-tech, c'est leur dada :