SandForce的主控制器已经成为固态硬盘的标准配置，而经过连续两代的大红大紫之后，已经被LSI 3.22亿美元高额收购的SandForce今天又正式发布了第三代产品：SF3700系列(注意中间的横杠没有了)。

不过严格来说今天只能算是纸面发布，因为距离上市还需要几个月时间，想看到新主控的固态硬盘，至少得明年春天了。

架构

SF3700虽然继续支持DuraWrite、RAISE等特色技术，但这一次，它几乎是从零开始全新设计的。SF-2000虽然号称第二代，但为了能够及时上市，本质架构上和最早的SF-1000毫无区别，所以在最恶劣条件下的表现也是完全一样的。

现如今，SandForce有了新主人LSI这棵大树的庇护，技术后盾自然雄厚得多，SF3700的设计也更具前瞻性。

SF3700采用了灵活的模块化设计，SoC内的前端、核心、后端都是模块化的，可以灵活组装搭配。前端部分同时支持SATA 6Gbps、PCI-E 2.0 x4，将两种界面标准整合在了一颗芯片内，并且允许硬盘厂商自行在驱动层面选择使用哪一种，只不过用户是没有选择权的。此外还持新的NVMe(非易失性存储)，比如3D NAND。

后端部分支持九通道闪存，无论是Toggle、ONFI模式，还是SLC、MLC、eMLC、TLC颗粒，抑或是2xnm、1xnm、1ynm工艺，均不在话下。换言之，几乎任何闪存都可与之搭配，对未来的新技术也能快速适应。

但是和前辈一样，SF3700也不使用任何外部DRAM缓存，闪存映射表和其它关键数据位都保存在控制器的内部SRAM里。

顺便说一句，SF3700的制造工艺是40nm，台积电代工。

性能

这个应该是普通用户最为关心的了。以下是基于256/512GB参考设计的性能指标：

SATA 6Gbps早就成了高端固态硬盘的瓶颈，PCI-E 2.0 x4则无拘无束地达到了惊人的1.8GB/s，距离理论带宽2GB/s仅咫尺之遥，随机性能也同样惊人，读取就有15万IOPS。

LSI表示，使用早期固件已经可以得到1.45GB/s的实际持续读写速度，后续将进一步优化完善。

功耗还没有最终确定，目前大约为4W，仍有很大的优化空间。待机功耗会比目前更低，还支持DevSleep等深度休眠技术。

此外，IO持续性和低延迟也是这一代的重点。SF2000的性能持续性已经是最好的之一，很高兴看到继续加强。

型号

SF3700系列分为四款型号，涵盖各个市场领域。

SF3719是入门级的，更多地针对功耗优化而不是强调性能，接口支持SATA 6Gbps、PCI-E 2.0 x2，建议使用M.2微型接口。主控核心频率最高300MHz，可用容量最大128GB。

SF3729针对主流消费市场，主要是在SF3719的基础上增加支持了更多固件特性，但具体暂未披露，预计主要会用于超极本和其它高端笔记本。主控核心频率最高300-350MHz，可用容量最大512GB-1TB。

SF3739是面向发烧友的，也可用于入门级企业市场，完全放弃了SATA而仅支持PCI-E 2.0 x4，并支持全面的掉电保护，接口规格M.2、2.5寸均可。主控核心频率最高350-400MHz，可用容量最大256GB-1TB。

SF3759专门用于企业级存储、缓存，拥有完整的企业级特性，主要是半高半长(HHHL)形式的PCI-E扩展卡。主控核心频率最高400MHz，可用容量最大1GB。

后三款都可能会支持2TB，但尚未确定。

改进的DuraWrite

这是上代主控的独特技术，通过实时压缩和/或数据复用来减少对NAND的写入，既能提高性能，也能延长闪存寿命。

SF3700对此做了改进，号称拥有好得多的数据压缩技术。换言之，SF3700能够更大限度地压缩低熵数据，写入放大也会因此更低，结果自然就是在小容量下的更好性能、更久耐用性。

但是仅仅依靠算法，高熵数据的性能不会有明显进步。

双级RAISE

这一冗余恢复技术也增强了。此前它只能保护单个页面或区块，现在则增加了第二级保护，可以让固态硬盘承受多个页面、区块甚至是整个闪存Die的失效，可靠性好得多。

坏消息就是这需要更多的冗余容量，也就是两个Die。如果其中一个Die坏掉了，硬盘要么使用另外一个Die同时减少冗余容量，要么恢复到传统的一级保护。

前文我们提到过，SF3700支持九个闪存通道，那为什么是奇数呢？其实正与RAISE有关，这第九个通道就是用来专门弥补双级RAISE更多冗余容量的，剩下八个通道则面向实际用户数据，而不必在容量和冗余之间妥协。

举例来说，你可以造一块实际闪存容量288GB的固态硬盘，其中256GB留给用户，32GB留给双级RAISE，冗余比例7％。

当然了，RAISE的负载在九个通道之间是平均分布的，冗余数据也不是划分出单独的一块区域保存，而是均匀分布在整个闪存空间内。 

还有一个新技术是“Fractional RAISE”(碎片化RAISE)。原来使用一整个Die做冗余是很浪费的，特别是在小容量的低端型号熵，比如在一个64GB的固态硬盘里，实际留给用户的久只有56GB。

这种新技术就是为此设计的，不会占满整个Die，能节省更多空间。当然了，它就无法保护整个Die的失效了，算是一种妥协。

SHIELD

这个不是NVIDIA的安卓掌机，而是LSI的升级版纠错引擎。

我们知道，随着NAND闪存工艺的进步，读取或编程时所遇到的错误也会随之增加，而在NAND的寿命周期中错误率同样会增加，导致初期和末期需要的ECC算法也不完全一样。

SHIELD的原理是汇集多种ECC算法，最终找出性能、可靠性之间的最佳平衡。早期错误率低，默认就是非常低延迟的ECC，而随着错误率攀升，就切换到更高级的ECC，牺牲部分延迟来换取可靠性。

它还可以让你选择保存ECC数据的面积，每个NAND页面用于ECC数据的比例都可以实时更改，理论上可以让你前期拥有更大容量，后期拥有更高可靠性。

当然这也需要操作系统的配合支持。

SandForce预计，SHIELD加适应性码率相结合，10nm级别闪存的编程/擦写循环能从大约3000次大幅提升到18000次，足足五倍的增加。

 

结语

SandForce对固态硬盘的发展做出了不可磨灭的贡献，SF3700也看上去潜力无穷。SATA、PCI-E的结合使得固态硬盘产品有了更灵活的选择空间，可以继续大幅度提升性能，有望成为最快的消费级固态硬盘主控方案。

SF3700的另一个目标是接受当前和未来NAND闪存技术的挑战，因此特别增强了DuraWrite、RAISE可靠性技术并引入了SHIELD，而随着NAND闪存的可靠性、持久性问题日益明显，这方面将会越来越重要。

SandForce也犯过很严重的错误，前代产品不仅仅技术上有缺陷，在问题处理上也过于缓慢，给人很不负责任的印像，SF3700绝对不允许再重复。

基于SF3700主控的固态硬盘将在2014年上半年陆续面世，届时距离SF-2000的诞生就三年半了。