Phison E21T: Neuer SSD-Controller mit PCIe 4.0 und NVMe 1.4

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Zur CES 2021 gibt Phison einen Ausblick auf den PS5021-E21T (E21T), ein neuer SSD-Controller mit PCIe 4.0 x4, der dank Umstieg auf 12 nm viel effizienter als der Vorgänger arbeitet. Zudem wird der PS5013-E13T für winzige BGA-SSDs mit PCIe 3.0 x2 beschrieben.

Neue Controller für NVMe-SSDs

Der PS5021-E21T (E21T) mit PCIe 4.0 x4 sei für SSDs im Bereich PC, Laptop, Konsole und Mobile Gaming vorgesehen und arbeitet ohne DRAM-Cache. In 12 nm bei TSMC gefertigt soll er gegenüber dem Vorgänger
PS5019-E19T (28 nm) eine rund 25 Prozent höhere Leistung bei in gleicher Höhe reduzierter Leistungsaufnahme bieten. In einem Datenblatt (PDF) nennt Phison bis zu 5.000/4.500 MB/s bei sequenziellen Datentransfers. Die IOPS bei wahlfreien 4K-Zugriffen sollen auf 780.000/800.000 beim Lesen/Schreiben anwachsen. Im Schlafmodus (L1.2) soll die Leistungsaufnahme bei geringen 2,7 Milliwatt liegen, zum Energiebedarf bei aktiven Transfers fehlen Angaben jedoch.

PS5016-E16
PS5018-E18
PS5019-E19T
PS5021-E21T

Schnittstelle
PCIe 4.0 x4

Protokoll
NVMe 1.3
NVMe 1.4
NVMe 1.3
NVMe 1.4

Fertigung
28 nm (TSMC)
12 nm (TSMC)
28 nm (TSMC)
12 nm (TSMC)

CPU-Kerne
2 × ARM Cortex R5
3 × ARM Cortex R5
1 × ARM Cortex R5

NAND-Channel (CE)
8 (32)
4 (16)

SSD-Kapazität (max.)
8 TB
2 TB
4 TB

Durchsatz/Channel
800 MT/s
1.200 MT/s
1.600 MT/s

DRAM
DDR4
DDR4/LPDDR4
keiner (DRAM-less)

ECC
LDPC

Seq. Read (max.)
5.000 MB/s
7.000 MB/s
3.750 MB/s
5.000 MB/s

Seq. Write** (max.)
4.400 MB/s
7.000 MB/s
3.750 MB/s
4.500 MB/s

4K Random Read (max.)
bis 750.000 IOPS
1.000.000 IOPS
440.000 IOPS
780.000 IOPS

4K Random Write** (max.)
bis 750.000 IOPS
1.000.000 IOPS
500.000 IOPS
800.000 IOPS

Leistungsaufnahme
2,6 W
3,0* W
1,6* W
?

*geschätzt
**im SLC-Cache
alle Angaben laut Phison

Mit dem E19T teilt der E21T den einzelnen Cortex-R5-Kern und die Anzahl von vier NAND-Kanälen bei unverändert 16 Chip-Enablern (CE). Dass sich der maximal unterstützte Speicherplatz dennoch auf 4 TB verdoppelt, dürfte schlicht daran liegen, dass NAND-Chips inzwischen höhere Speicherkapazitäten bieten und die älteren Angaben zu den Vorgängern nicht auf aktuellem Stand sind. Gleiches dürfte auch für den auf 1.600 MT/s gestiegenen Durchsatz der NAND-Schnittstelle gelten; zur Veröffentlichung der alten Datenblätter gab es so schnellen Speicher einfach noch nicht.

Phison PS5021-E21T (Bild: Phison)

Allerdings ist der Phison E21T auch noch weit vom Marktstart entfernt: Erst im dritten Quartal 2021 sollen Muster ausgeliefert werden, die Serienfertigung wird für das vierte Quartal angepeilt.

PS5013-E13T für winzige NVMe-SSD im BGA-Format

Hinter der Phison BGA SSD-E13T verbirgt sich wiederum eine winzige Single-Package-SSD mit NVMe und einer Fläche von nur 11,5 × 13 mm zum direkten Verlöten auf der Platine von Mobilgeräten. Der PS5013-E13T-Controller ohne DRAM arbeitet mit PCIe 3.0 x2 und NVMe 1.3. Eine solche mit 3D-TLC-NAND bestückte SSD mit 512 GB soll in der Spitze 1.730 MB/s lesend und 1.180 MB/s schreibend sowie 195.000/245.000 IOPS beim wahlfreien Lesen/Schreiben erzielen. In kleinster Ausführung mit 32 GB Speicherplatz sinkt die Leistung aber rapide auf nur noch 380/230 MB/s und 24K/47K IOPS. Die Leistungsaufnahme soll je nach Modell rund 0,5 bis 1,5 Watt unter Last und etwa 0,8 Milliwatt im sparsamsten Stromsparmodus (PS4) betragen.

Phison PS5013-E13T (Bild: Phison)