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固态硬碟
近年来，在NAND Flash制程技术快速演进的推动下，SSD储存空间的容量密度持续呈指数级增长，单位容量的价格也随之下降。 储存市场主流已从HDD转向SSD，预计未来十年数据中心SSD的采用率将成长100倍。 控制IC对于SSD的「可靠性」和「效能」至关重要，例如要提高内存的可靠性和使用寿命，就需要依靠磨损均衡计算处理 (wear-leveling computing processing)。 为了提高存取通道的使用率，需要使用交织传输功能(the interleave transmission function)。 为了确保数据的完整性，需要实现循环冗余校验（Cyclic Redundancy Check, CRC）和纠错码（Error Correcting Code, ECC）。 为了正确对应文件系统和闪存储存组件，需要有效率地执行快闪翻译层（Flash Translation Layer, FTL）操作处理。 过去，业界使用速度较低的CPU，其在数据传输速度、系统响应速度、加解密、垃圾收集等方面的效能已无法满足当今的控制需求。 尤其是在企业级SSD的设计和开发中，需要达到高效能、低功耗、数据完整性和严格安全性的目标。 因此，必须寻求新的CPU解决方案来满足市场对SSD的效能要求。
固态硬盘采用多信道NAND闪存的并行存取架构，提供极高的读写效能。 此时CPU必须具有较高的运算能力来应对高速数据传输控制，SSD的读写内存带宽在PCIe 5.0下可能达到16GB/s，通常SSD控制器会采用多CPU处理器架构用于SSD 控制和NAND闪存操作。 此外，服务质量（Quality of Service, QoS）、每秒输入/输出操作数（Input/Output Operations Per Second, IOPS）和每日驱动器写入数（Drive Writes Per Day, DWPD）都需要具有一致的效能，并确保效能满足高速、低延迟和低功耗的要求消费要求。 为了满足上述条件，晶心提供了多款32位RISC-V IP核，不仅具有领先的per-MHz效能，还具有许多可选功能，例如指令和数据快取、低延迟区域内存和ECC保护。 此外，ACE（Andes Custom Extension™）可透过支持特殊用途的自定义指令来提供额外的灵活性，使整个系统在效能、面积和功耗之间取得良好的平衡。 以下概述晶心科技适用于SSD的CPU解决方案：
AndesCore™ N25F: AndesCore™ N25F是一款基于AndeStar™ V5架构的32位CPU内核，采用RISC-V技术，可提供高per-MHz效能和高频运行，同时闸电路(gate count)总数较少。 N25F 附带选项，包括用于高效分支执行的分支预测、指令和数据快取、用于低延迟存取的本机内存以及用于 L1 内存软件错误保护的 ECC。 功能还包括用于服务各种类型系统事件的 PLIC 和向量中断、AXI 64 位或 AHB 64/32 位总线、PowerBrake、QuickNap™ 以及用于低功耗和电源管理的 WFI 模式。
AndesCore™ D23: AndesCore™ D23是一款32位3级管线CPU内核，具有一定的双发能力。 D23实现了ePMP和sPMP，提高核心安全性； PPMA 用于动态更改内存属性； Andes V5扩充功能包括StackSafe™用于硬件堆栈保护、CoDense™、PowerBrake和WFI/WFE。 在效能方面，它部署了多个可配置选项，例如动态分支预测、快取和本地内存、针对效能或面积优化的乘法器。 此外，它还具有丰富的功能，例如用于中断处理的CLIC和PLIC、AHB-Lite系统总线和AHB-Lite低延迟接口、用于CPU本地外围装置的APB总线以及用于CPU本地外围装置的AHB -Lite本机内存存取端口。外部总线主控。
AndesCore™ N45: AndesCore™ N45是一款8级超标量处理器，每个周期发出两条指令，显著提高了效能效率。 此外，N45 还整合了 MemBoost，可大幅增强内存带宽并减少内存存取密集型应用程序的内存延迟。 有 4 个 AXI masters用于连接外部内存和设备，可以请求不可快取或可快取 (non-cacheable or cacheable) 内存存取。 其他功能包括用于内存软错误保护的ECC、具有向量调度和基于优先权抢占增强功能的平台级中断控制器(PLIC)、用于提高软件质量的CoDense™ 和StackSafe™、用于电源管理的PowerBrake和WFI。
AndesCore™ A45MP:AndesCore™ A45MP 32位多核心CPU是一款8级超标量处理器。 它具有用于基于 Linux 的应用程序的 MMU、用于高效分支执行的分支预测、用于低延迟存取的 1 级指令/数据快取和本地内存。 A45MP 对称多处理器支持多达 4 个核心和一个具有指令和数据预取功能的二级快取控制器。 它管理 2 级缓存一致性，包括无快取总线主控的 I/O 一致性。 其他A45MP 功能包括用于1级与2 级内存软错误保护的ECC、具有向量调度和基于优先级抢占增强功能的PLIC、用于软件质量改进的CoDense™ 和StackSafe™、以及暂停至待机状态、 CPU HotPlug、PowerBrake、和 WFI 用于电源管理。
AndesCore™ AX45MP: AndesCore™ AX45MP 64位多核心CPU是一款8级超标量处理器。 它具有用于基于 Linux 的应用程序的 MMU、用于高效分支执行的分支预测、用于低延迟存取的 1 级指令/数据快取和本地内存。 AX45MP 对称多处理器支持多达 8 个核心和一个具有指令和数据预取功能的二级快取控制器。 一致性管理器实作 MESI 协议来管理 1 级缓存一致性，包括无快取总线主控的 I/O 一致性。 其他AX45MP 功能包括用于1级与2 级内存软错误保护的ECC、具有向量调度和基于优先级抢占增强功能的平台级中断控制器(PLIC)、用于提高软件质量的CoDense™ 和StackSafe™，以及暂停至待机/内存、CPU HotPlug、PowerBrake 和用于电源管理的 WFI。