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SSD控制器Tacoma与AI将会擦出怎样的火花

2019-08-21 09:55 次阅读

AI时代的燃料—数据,正在呈井喷式爆发。

据统计,人类每天都会产生2.5 quintillion bytes(10的18次方)的数据,全世界数据总量的90%都是在过去两年内产生的。IDC预测,2025年全球产生的数据量将达到163ZB。可以说,数据存储和处理的效率决定了企业的AI竞争力和未来。虽然有研究者利用和内存作用相当类似的忆阻器来打造类神经网络处理机制,用以处理深度学习方面的工作,但相关技术毕竟还不成熟,多数还是处于实验室发展阶段。

创业公司InnoGrit推出了一组固态硬盘(ssd)控制器Tacoma,其中一个用于数据中心,该中心嵌入了一个神经网络加速器。InnoGrit表示已经拥有相对竞争对手的实力和性能优势。

SSD控制器Tacoma与AI将会擦出怎样的火花

随着NAND闪存价格出现触底迹象,这些芯片应运而生。OEM和数据中心预计将利用价格较低的优势,继续从笔记本电脑和服务器的硬盘存储转向需要性能、功率或尺寸优势的硬盘存储。

在数据中心,SSD的应用“正在快速发展,尤其是在去年价格下跌的情况下,” InnoGrit的董事长兼创始人吴子宁说。“当我们与数据中心的客户交谈时,他们所有的新设计都是基于Flash的。”

吴子宁是个华人,他在Marvell工作了17年之后,于2016年时创立InnoGrit,过去也曾在中国媒体中露面。当初他提过一个概念,就是过去存储负责的工作就是存储,而没有参与到计算工作,如果存储端本身就可以进行计算,那么就可以省去很多数据搬运的工作,大幅降低系统的带宽需求。

具体的概念,其实就是在把一批数据放进硬盘中时,若计算机需要在这堆数据中找出特定的内容,计算机自己就必须逐笔数据进行比对,找到符合需求的才捞出来显示或执行。而数据在这个过程中来来回回,就会产生很多的带宽消耗,如果,存储媒体本身就可以进行计算,那么计算机只要告诉存储媒体找出符合特定特征的数据,而其他的工作就交给具备计算功能的存储媒体来进行,由于搜索和比对都在本地端,不需要经过总线进行搬移比对,效率更高,对能耗也更节省。

“有了这个组合,我们可以使用Nvidia提供的工具链进行智能处理,比如数据标签,或者客户可以安装他们自己的固件,”吴子宁说。由于数据中心的客户基本上目前开的新案子几乎都是基于闪存的设计,这也让他意识到,在存储设备中嵌入AI计算的思路将会具有庞大市场价值。

不过InnoGrit的概念其实已经被三星抢先一步,2018年秋天,三星发布了一款SSD,内置Xilinx Zynq FPGA,可以处理各种人工智能、数据库和视频应用程序。号称可以处理各种AI,数据库和视频应用的存内计算加速。另一方面,Phison电子和Marvell也都推出功能和InnoGrit类似的控制芯片组,不过与InnoGrit不同的是,这些公司的方案并没有强调内嵌AI计算能力。

SSD控制器Tacoma与AI将会擦出怎样的火花

Tacoma使用64+8位数据总线,以及DDR3/4和LPDDR3/4 DRAM,并提供AES-256、SHA3和ECC安全性。中间层Rainier控制器是该设计的一个迷你版本,支持8个NAND通道和32位和16位数据总线,用于低端服务器或高端笔记本电脑。

为了达成这个技术概念,吴子宁利用台积电的28nm,以及16/12nm FinFET制程打造了四组不同的控制器方案,支持的容量分别从2TB到最大32TB。此外,Rainier在峰值功率不足3W的情况下可提供多达100万个IOPS。Rainier和Tacoma都支持高达7GB/s的顺序读取和6.1GB/s的顺序写入。

SSD控制器Tacoma与AI将会擦出怎样的火花

吴表示,这款产品在几个指标上都领先于竞争对手。然而,在7月初,竞争对手台湾日升电子(Phison Electronics)宣布推出一款8通道SSD控制器,使用4条PCIe Gen 4链路。

而Marvell则宣布了三个SSD控制器,它们与InnoGrit的控制器大致相似。然而,它们都只支持4个NAND通道,而且它们没有指定任何硬件AI加速或峰值功率额定值。

在低端场景,InnoGrit的Shasta控制器是一个无DRAM的SoC,用于客户端系统的28-nm节点。它使用两个PCIe Gen3链路,在0.9 W峰值功率下提供高达250,000 IOPS。计划的升级将使用四个PCIe链路,在峰值功率高达1.35 W时将性能提高一倍。

所有芯片都支持现在的2D和3D NAND,达到QLC级别。这是一款低延迟芯片,他们还支持东芝的新型XL-Flash,但不支持竞争对手三星的Z-NAND。Tacoma控制器使用XL-Flash,读取延迟为10-μs。

这家风投支持的初创公司在中国大陆、台湾和美国都设有办事处,但他们声称与台湾SSD制造商InnoDisk没有关系。该公司已经完成了B轮融资,并包括将所有产品投入生产,但吴拒绝透露投资者的姓名,也拒绝透露已获得的融资金额。

“有很多企业都在这个领域追逐,”Forward Insights的首席分析师Gregory Wong说道,他调查了大约40家控制器制造商,其中许多企业都是在中国。“它们应用于去年出货的2.15亿客户端和3000万服务器的SSD市场。” Wong估计,客户端控制器的售价仅为2美元,而服务器芯片价格可以扩展到15美元左右。“这是一个艰难的市场,”他指出,商家的目标是效仿Sandforce,是前LSI于2011年收购的一家初创企业。

Objective Analysis的首席分析师Jim Handy表示:“开发控制器的成本约为5000万美元,规模较小的固态硬盘公司负担不起这样的费用,但对于一家独立公司来说,生产可以向许多小企业销售的控制器非常有帮助。如果他们运气好的话,像英特尔,美光、西部数据/ SanDisk这样的大型SSD制造商会喜欢他们的控制器,并停止生产自己的控制器。” Wong表示NAND闪存的渠道价格已经上涨,预计OEM价格将在今年年底触底。

其实原本固态硬盘就具备相当庞大的算力,目的是为了要保护硬盘中的数据完整性,这些计算原本就是通过CPUDSP来进行处理,如今额外增加神经网络计算能力其实也是相当合理的事情。而随着这类设计的逐渐普及,固态硬盘具备计算能力后可以创造出更多元的AI应用,虽然这类应用会先在服务器中进行尝试,但未来也有可能普及到一般计算环境的存储设备中,借以加速各种AI应用中的数据处理,并降低系统因子据传输所付出的额外功耗。

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1S / NCP6151SA / NCP6131S / NCP6131SA双输出四加一相降压解决方案针对Intel VR12兼容CPU进行了优化。该控制器结合了真正的差分电压检测,差分电感DCR电流检测,输入电压前馈和自适应电压定位,为台式机和笔记本电脑应用提供精确调节的电源。控制系统基于双边沿脉冲宽度调制(PWM)与DCR电流检测相结合,可提供对动态负载事件的最快初始响应并降低系统成本。在轻负载运行期间它也会脱落到单相,并且可以在轻负载时自动进行频率调整,同时保持良好的瞬态性能。 特性 符合英特尔VR12 / IMVP7规范 电流模式双边沿调制,用于瞬态加载的最快初始响应 双高性能操作误差放大器 两个轨道的一个数字软启动斜坡 应用 台式机和笔记本电脑处理器 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-29 18:02 43次 阅读
NCP6131 IMVP7 1,2,3相CPU控制器+单相GPU控制器

NCP81148 具有自动省电模式和内置LDO的同步降压控制器

48是一款双同步降压控制器,经过优化,可将电池电压或适配器电压转换为台式机和笔记本电脑系统所需的多个电源轨。 NCP81148由两个降压开关控制器组成,通道2上固定5.0 V输出,通道1上为3.3 V,两个板载LDO具有三个输出:5 V / 60 mA和3.3 V或12 V / 10 mA。 NCP81148支持高效率,快速瞬态响应并提供电力商品信号。安森美半导体专有的自适应纹波可控制器从CCM到DCM的无缝过渡,其中转换器运行时降低了开关频率,在轻载时具有更高的效率。该器件的工作电源电压范围为5.5 V至28 V. 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-29 18:02 40次 阅读
NCP81148 具有自动省电模式和内置LDO的同步降压控制器

NCP81140 具有SVID接口的多相控制器

40多相降压解决方案针对Intel VR12.5兼容CPU进行了优化,用户配置为4/3/2/1阶段。该控制器结合了真正的差分电压检测,差分电感DCR电流检测,输入电压前馈和自适应电压定位,为台式机和笔记本电脑应用提供精确调节的电源。该控制系统基于双边沿脉冲宽度调制(PWM)与DCR电流检测相结合,以降低的系统成本提供对动态负载事件的最快初始响应。它具有在轻负载运行期间脱落到单相的能力,并且可以在轻负载条件下自动进行频率调整,同时保持出色的瞬态性能。 应用 终端产品 基于工业CPU的应用程序 信息娱乐,移动,自动化,医疗和安全 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-29 18:02 70次 阅读
NCP81140 具有SVID接口的多相控制器

NCP81142 VR多相控制器

42多相降压解决方案针对具有用户可配置4/3/2/1相位的Intel VR12.5兼容CPU进行了优化。该控制器结合了真正的差分电压检测,差分电感DCR电流检测,输入电压前馈和自适应电压定位,为台式机和笔记本电脑应用提供精确调节的电源。该控制系统基于双边沿脉冲宽度调制(PWM)与DCR电流检测相结合,以降低的系统成本提供对动态负载事件的最快初始响应。它具有在轻负载运行期间脱落到单相的能力,并且可以在轻负载条件下自动调频,同时保持优异的瞬态性能。提供高性能操作误差放大器以简化系统的补偿。获得专利的动态参考注入无需在闭环瞬态响应和动态VID性能之间进行折衷,从而进一步简化了环路补偿。获得专利的总电流求和提供高精度的数字电流监控。 应用 终端产品 基于工业CPU的应用程序 信息娱乐,移动,自动化,医疗和安全 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-29 18:02 58次 阅读
NCP81142 VR多相控制器

NCP4200 具有I2C接口的多相同步降压转换器

0是一款集成电源控制IC,具有I 2 C接口。它结合了高效,多相,同步降压开关稳压控制器和I 2 C接口,可实现关键系统参数的数字编程。 特性 优势 I 2 C 启用关键系统参数的数字化编程 快速增强型PWM弹性模式架构 出色的负载瞬态性能 应用 终端产品 CPU Vcor​​e 游戏,桌面,服务器 电路图、引脚图和封装图
发表于 07-29 18:02 46次 阅读
NCP4200 具有I2C接口的多相同步降压转换器

NCP4208 同步降压转换器 8相 VR11.1可编程 带I2C接口

8是一款集成电源控制IC,具有I 2 C接口。 NCP4208是一款高效,多相,同步降压开关稳压控制器,可帮助设计高效率和高密度解决方案。 NCP4208可编程为1,2,3,4,5,6,7或8相操作,允许构建多达8个互补降压开关级。 特性 优势 快速增强PWM 出色的负载转换性能 应用 终端产品 CPU Vcor​​e 台式电脑,服务器 电路图、引脚图和封装图
发表于 07-29 17:02 31次 阅读
NCP4208 同步降压转换器 8相 VR11.1可编程 带I2C接口

NCP1589L 同步降压控制器 低电压 轻负载效率和瞬态增强

9L是一款低成本PWM控制器,采用5 V或12 V电源供电。该器件能够产生低至0.8 V的输出电压,转换电压低至2.5 V.它易于操作,并提供最佳的集成度,以减小电源的尺寸和成本。它在斜坡脉冲调制模式下工作,可实现出色的负载阶跃和释放响应。除快速瞬态响应外,它还包括1.5 A栅极驱动器设计和轻载效率功能,如自适应非重叠电路和二极管仿真。它通常在连续电流导通模式下工作在200~500 kHz范围内,在轻负载时随电流减小,以进一步节省功耗。保护功能包括可编程过流保护,输出过压和欠压保护以及输入欠压锁定。 特性 VCC范围4.5 V至13.2 V 可调节工作频率升压引脚工作电压为35 V 斜坡脉冲调制控制精密0.8 V内部基准电压可调输出电压内部1.5 A栅极驱动器输入欠压锁定可编程电流限制轻载中的自适应二极管模式仿真这是一个无铅设备 应用 图形卡台式电脑服务器/网络 DSP& FPGA电源 DCDC稳压器模块 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-29 17:02 65次 阅读
NCP1589L 同步降压控制器 低电压 轻负载效率和瞬态增强

NCP81111 具有SVID和I2C接口的3相VR12.5-6高速数字控制器

11是一款高性能数字单输出三相VR12.5-6兼容降压解决方案,针对英特尔CPU应用进行了优化,可在高达5 MHz的频率下工作。 NCP81111还可用作通用I2C控制多相电压调节器。 NCP81111设计用于支持NCP81163数字相位倍频器IC,可将器件的功能扩展到6相,实现高电流处理。控制器包括真差分电压检测,差分电流检测,数字输入电压前馈,DAC前馈和自适应电压定位。 特性 会见英特尔® s VR12.5规格 用户配置的板载EEPROM 高性能数字架构 动态参考注入 全差动电压电流检测放大器 电流平衡的“无损耗”DCR电流检测 用于下垂的热补偿电感器电流感应 用户可调整的内部补偿 应用 终端产品 用于英特尔处理器的多相电压调节器 通用I2C控制多相调节器 台式电脑 笔记本电脑 服务器 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-29 17:02 84次 阅读
NCP81111 具有SVID和I2C接口的3相VR12.5-6高速数字控制器

NCP1589D 同步降压控制器

9D是一款低成本PWM控制器,采用5 V或12 V电源供电。该器件能够产生低至0.8 V的输出电压,转换电压低至2.5 V.它易于操作,并提供最佳的集成度,以减小电源的尺寸和成本。它在斜坡脉冲调制模式下工作,可实现出色的负载阶跃和释放响应。除快速瞬态响应外,它还包括1.5 A栅极驱动器设计和轻载效率功能,如自适应非重叠电路和二极管仿真。它通常在连续电流导通模式下工作在200~500 kHz范围内,在轻负载时随电流减小,以进一步节省功耗。保护功能包括可编程过流保护,输出过压和欠压保护以及输入欠压锁定。 特性 VCC范围4.5 V至13.2 V 可调节工作频率升压引脚工作电压为35 V 斜坡脉冲调制控制精密0.8 V内部基准电压可调节输出电压内部1.5 A栅极驱动器 80%最大占空比可编程电流限制轻载中的自适应二极管模式仿真这是一个无铅设备 应用 图形卡台式电脑服务器/网络 DSP& ; FPGA电源 DCDC稳压器模块 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-29 17:02 56次 阅读
NCP1589D 同步降压控制器

NCP1579 低电压同步降压控制器

9是一款低成本PWM控制器,采用5V或12V电源供电。这些器件能够产生低至0.8V的输出电压。这些8引脚器件提供最佳集成度,以减小电源的尺寸和成本。 NCP1579提供1A栅极驱动器设计和内部设置的275kHz振荡器。栅极驱动器的其他效率增强特征包括自适应非重叠电路。 NCP1579还集成了外部补偿误差放大器和电容可编程软启动功能。保护功能包括可编程短路保护和欠压锁定。 特性 优势 输入电压范围4.5至13.2V 多功能性 电压模式PWM控制 易用性 0.8V +/- 2.0%内部参考电压 增强绩效 可调输出电压 多功能性 电容可编程软启动 易用性 内部1A门驱动器 增强性能 可编程电流限制 易用性 应用 终端产品 STB Blue-Ray DVD 液晶电视 DSP和FPGA电源 DC-DC稳压器模块 STB 蓝光DVD 液晶电视 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-29 17:02 55次 阅读
NCP1579 低电压同步降压控制器

NCP1589A 低电压同步降压控制器

1589A或NCP1589B是一款低成本PWM控制器,设计采用5V或12V电源供电。该器件能够产生低至0.8V的输出电压。该器件能够将电压转换为低至2.5V。该10引脚器件提供最佳集成度,以减小电源的尺寸和成本。 特性 VCC范围从4.5到13.2V 升压引脚工作电压高达30V 电压模式PWM控制 精密0.8V内部参考 内部1.5A栅极驱动器 输入欠压锁定 可编程电流限制 应用 终端产品 图形卡 服务器/网络 图形卡 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-29 17:02 63次 阅读
NCP1589A 低电压同步降压控制器

NCP5269 具有2位VID的系统代理控制器

9 电路图、引脚图和封装图
发表于 07-29 17:02 61次 阅读
NCP5269 具有2位VID的系统代理控制器

NCP3012 同步PWM控制器

2是一款PWM器件,设计用于宽输入范围,能够产生低至0.8V的输出电压。 NCP3012提供集成栅极驱动器和内部设置的75kHz振荡器,能够与外部频率同步。 NCP3012具有外部补偿跨导误差放大器,内部固定软启动。 NCP3012将输出电压监控与电源良好引脚相结合,以指示系统处于稳压状态。双功能SYNC引脚使器件与更高频率(从模式)同步,或输出180度异相时钟信号以驱动另一个NCP3012(主模式)。保护功能包括无损耗电流限制和短路保护,输出过压和欠压保护以及输入欠压锁定。 NCP3012采用14引脚TSSOP封装。非常适合需要电源干扰最小的噪声敏感应用。 (医疗,网络等) 特性 优势 输入电压范围为4.7 V至28 V 能够运行各种输入电压 75 kHz操作 效率高 0.8 V +/- 1%参考电压 准确的系统调节 缓冲外部+1.25 V参考 附加调节1 mA输出以供额外使用 电流限制和短路保护 系统级保护 PowerGood输出引脚 电源排序功能 启用/禁用引脚 电源排序功能 输入和输出电压保护 增强的系统级保护 外部同步 能够同步到更高频率或180°异相 应用...
发表于 07-29 17:02 59次 阅读
NCP3012 同步PWM控制器

NCP1581 用于跟踪应用的同步降压控制器 高频PWM

1同步降压控制器IC旨在为14引脚SOIC中的板载DC-DC应用提供简单的同步降压稳压器。 NCP1581专为跟踪应用而设计,提供轨道输入。 NCP1581采用固定内部400 kHz开关频率工作,允许使用小型外部元件。该器件具有由外部电容设置的可编程软启动,欠压锁定和输出欠压检测,可在检测到输出短路时锁定器件。电路图、引脚图和封装图
发表于 07-29 16:02 76次 阅读
NCP1581 用于跟踪应用的同步降压控制器 高频PWM

AR1335 CMOS图像传感器 13 MP 1/3

是一款1 / 3.2英寸CMOS有源像素数字图像传感器,像素阵列为4208H x 3120V。 AR1335数字图像传感器采用突破性的1.1μm像素技术,通过领先的灵敏度,量子效率和线性全阱提供卓越的低光图像质量。这使得图像质量可以与数码相机相媲美。 AR1335采用专注于低功耗的传感器架构和低Z高度的高射线角度(CRA),是智能手机和其他移动设备应用的理想选择。它集成了复杂的片上相机功能,如窗口,镜像,列和行跳过模式以及快照模式。它可通过简单的双线串行接口进行编程。 AR1335传感器可以高达每秒30帧(fps)的速度生成全分辨率图像,并支持高级视频模式,包括4K 30fps,1080P 60fps和720P 120fps。 特性 13MP CMOS传感器,采用先进的1.1μm像素BSI技术 数据接口:2,3和4通道MIPI 可用于MIPI的比特深度压缩:10-8和10-6以降低带宽 启用立体视频捕获的3D同步控制 6.8 kbits一次性可编程存储器(OTPM) 可编程控制器:增益,水平和垂直消隐,自动黑电平偏移校正,帧大小/速率,曝光,左右和上下图像反转,窗口大小和平移 两个片上锁相环路(PLL)振荡器,具有超低噪声性能 片上...
发表于 07-29 16:02 85次 阅读
AR1335 CMOS图像传感器 13 MP 1/3

NCP3011 同步PWM控制器

1是一款同步降压控制器,设计用于宽输入范围,能够产生低至0.8 V的输出电压.NCP3011提供1.0 A栅极驱动器和内部设置的400 kHz振荡器。 NCP3011具有外部补偿跨导误差放大器,内置固定软启动。 NCP3011将输出电压监控与PowerGood引脚相结合,以指示系统处于稳压状态。双功能SYNC引脚使器件与更高频率(从模式)同步,或输出180°异相时钟信号以驱动另一个NCP3011(主模式)。保护功能包括无损耗电流限制和短路保护,输出过压和欠压保护以及输入欠压锁定。 NCP3011采用14引脚TSSOP封装。 特性 优势 输入电压范围为4.7 V至28 V 能够运行各种输入电压 400 kHz运行 效率高,体积小 0.8 V +/- 1%参考电压 准确的系统调节 缓冲外部+1.25 V参考 附加1 mA输出 电流限制和短路保护 系统级保护 PowerGood输出引脚 电源排序功能 启用/禁用引脚 电源排序功能 输入和输出电压保护 增强系统级保护 外部同步 能够同步到更高频率或180°异相 符合AEC-Q100和PPAP(NCV3011) 适用于汽车应用 应用 终端产...
发表于 07-29 16:02 55次 阅读
NCP3011 同步PWM控制器