「次世代コントローラーには常に改善の余地があると私たちは信じています。パラノイアだけが生き残るのです。」 - プア・ケイン・セン（KS）、ファイソン・エレクトロニクス・コーポレーションCEO
紹介と歴史
PhisonはNANDフラッシュコントローラおよびソリューションプロバイダーです。2016年末、台湾・竹南にあるPhison本社を訪問しました。訪問中、PhisonのCEO、マーケティング担当者、そして研究開発部門の責任者2名と面談し、同社の過去と未来について伺いました。2015年のPhisonの売上高は11億7000万ドル、集積回路（IC）出荷数は6億個でした。同社は世界中に1,200人の従業員を擁し、その70%が研究開発に携わっています。
2000年5月、IT業界は一変しました。それまでは、データ転送の主な手段はフロッピーディスクドライブでした。当時、マレーシア生まれの国立交通大学の卒業生が、世界初のシステムオンチップ（SoC）フラッシュコントローラーを開発しました。そして1年後、M-Systems社と東芝の投資により、最初の「ペンドライブ」が市場に登場しました。
Phisonは2010年、OEM Ultrabook製品にフラッシュメモリを搭載した設計勝利により、消費者の認知度を高めました。同時期に、パートナー企業はS5コントローラを搭載したシステムアップグレードSSDの出荷を開始し、当時販売されていたSandForceおよびMarvellベースの製品に代わる低コストの選択肢としてユーザーに提供しました。S8、そして後にS9コントローラも、低価格のコンシューマー向けアップグレードSSDに搭載されましたが、市場によって成功率は異なりました。
現在
Phisonは、Corsairなどのパートナー企業によるパフォーマンス重視のフラッグシップ製品に搭載されたPS3110-S10 8チャネルコントローラで、価格重視のセグメントから脱却しました。S10は、高性能2ビット/セルSATAコントローラの絶滅危惧種に終止符を打つべく設計され、同時に主流の3ビット/セルフラッシュのコントローラとしても機能します。この多様なコントローラは、現在出荷されている多くの製品の中核を成しています。
多くの競合他社が8チャネルSATAコントローラを製品ラインナップから削除しているにもかかわらず、PhisonはS10の後継製品をすぐに発表する予定はありません。Phisonは、エンタープライズ環境での使用を目的としたS10のリファレンスデザインをメーカーに提供しており、これによりS10はコンシューマー市場における存在感を維持しています。S10は現在も出荷されている数少ない8チャネルSATAコントローラの1つです。
Phison社がNVMeプロトコル対応のパートナー企業向けにPS5007-E7 8チャネルコントローラの出荷を開始してから1年が経ちました。このコントローラはZotac SonixアドインカードSSDに初めて搭載され、その後、様々なデザインで業界を席巻してきました。Apacer、Corsair、MyDigitalSSD、Patriotなど、多くの企業がM.2 2280フォームファクタを採用した製品を提供しています。ここ数ヶ月、ホスト電源障害保護などの機能強化されたアドインカードフォームファクタ製品の模擬展示が行われており、より高度なカードが間もなく市場に登場すると期待されます。
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CES 2017において、Phison社はE8と呼ばれる低価格PCI Express NVMeコントローラを発表しました。これはE7の「ライト」版で、コントローラとNAND間のチャネル数は少ないものの、プログラミングによって新機能が追加されています。E8は、Phison社の小売パートナーのコントローラおよび研究開発コストを削減することで、エントリーレベルおよびメインストリームのNVMe製品のコストを大幅に削減します。E8の2番目のバリエーションであるE8Tも市場投入が予定されており、OEMおよびシステムインテグレーターに供給される最初のDRAMレスNVMe SSDとなる可能性があります。
オフィスツアー
Phison社の竹南本社には複数の部門があり、オフィスには営業、オペレーション、サポート担当者が混在していました。私たちはほとんどの時間を研究開発部門で過ごしました。そこでは、Mil-i-46058CやiPC-610 Class 2規格といった産業規格について学びました。また、コーナーケースや業界特有のテスト（場合によっては法律で義務付けられている）に使用されるハードウェアの種類を実際に確認しました。
Phison社は複数の市場向けに製品を開発しており、一般消費者向けの製品は産業界や軍事部門の需要に比べると比較的容易ですが、得られた教訓は様々な市場に共通しています。2012年12月、NHTSA（米国運輸省道路交通安全局）は、すべての乗用車にイベントデータレコーダー（EDR）を搭載してデータを記録するための新しい規則を施行しました。記録メディアは、激しい振動から大きな温度変化に至るまで、過酷な条件に耐える必要があります。このケースでは、Phison社が他の市場で培ってきた経験が活かされ、自動車向け製品を迅速に立ち上げることができました。堅牢な製品に対する需要が高まる中、Phison社は自動車市場への積極的な参入を計画しています。これらの製品は、大量のストレージスペースを必要とするだけでなく、信頼性と堅牢性にも高い要求が課されます。
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議論
今回の訪問では、研究開発部門のマネージャー2名と面談する機会に恵まれました。アルソン・チュー氏は現在、研究開発第2部、システム第2部のマネージャーを務めています。2004年に入社し、38名のチームを率いています。ミンレン・リャン氏も研究開発第2部マネージャーを務めながら、システム第7部を率いています。2003年にファイソンに入社して以来、13年間、同社に在籍しています。彼のチームは27名で構成されています。
両チームは、初期の製品から現在のNVMeソリューションに至るまで、長い道のりを歩んできました。Chu氏のチームは、2004年に導入された専用製品であるLBA NANDと、シンプルなSDカード技術からスタートしました。彼のチームは、現在出荷されているPS5007-E7 SSDの開発も担当しています。2009年から2015年にかけて、Department 2は3つのSATAベースコントローラも開発しました。その中には、複数のUltrabookに搭載され、同社をアフターマーケット市場へと導いたPS3108-S8も含まれています。
Liang氏のDepartment 7は、パラレルSATAソリッドステートデバイスからスタートし、その後SATA SSDへと移行しました。最も注目すべきは、Corsair Neutron XTiをはじめとする高性能コンシューマー向けSSDに搭載されているPS3110-S10です。彼のチームは現在、後継となるPS5007-E7コントローラーを開発中で、2018年の市場投入が予定されています。
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初期のフラッシュベース製品の構築におけるエンジニアリングの観点からの初期の課題について尋ねました。
Alson Chu: PS3103は、異なるIP（フラッシュ/DDR/SATA/AES）と、メモリカードやLBA NANDの設計と比較してはるかに大きなSRAMサイズを組み合わせた、Phison社初のSSDコントローラでした。ハードウェアとファームウェアの両方の開発には学習曲線があったため、このプロジェクトは後のSSDコントローラへの足がかりのようなものでした。課題は、ブロックモードからページモードアーキテクチャへの再設計でした。当時、ランダム性能を向上させるには、この移行が必要でした。
Mingren Liang氏： PS3006は、コンパクトで低価格なネットブック向けにTier 1顧客と共同で開発したPhison社初のコントローラです。このプロジェクトの課題は、顧客の製造拠点におけるファームウェア検証の規模が大きかったことです。200～300のプラットフォームでファームウェアの安定性と正確性を検証する必要がありました。これにより、社内検証では発生しなかった予期せぬコーナーケースやエラー処理の問題が発生しました。また、ストレージ要素は2008年の旧正月期間中の出荷前の最後のゲート項目であったため、顧客から時間的な制約もありました。PS3107では、PATA環境では定義されていなかったNCQとTRIMの実装が導入されました。さらに、市場からより優れたランダム性能が求められたため、DRAMテーブル管理をブロックモードからページモードアーキテクチャに変更しました。これらの変更はチームにとって全く新しいものであり、学習曲線がありました。
Tom's Hardware：読者の多くは、PS3110-S10と、より最近のPS5007-E7を通じてPhisonを知りました。どちらの製品も、過去3年間、SSD市場に好影響を与えてきました。Phisonは、ハイパフォーマンス分野への進出が、パワーユーザーや愛好家からのブランド認知度向上につながることを認識する必要がありました。アップグレード市場向けに設計された最初のハイパフォーマンス製品の開発において、どのような課題に直面しましたか？
ML: S7とS10には、アーキテクチャ上、大きな違いがあります。例えば、同期/非同期メカニズムです。PS3107では、読み取り/書き込み可能なデータに対してコマンドを発行している間は、複数のタスクを実行することはできません。しかし、PS3110は4コアを搭載しているため、複数のタスクを同時に処理できます。そのため、単一のタイムフレームで見ると、S10はS7よりもはるかに多くのワークロードを処理でき、システム効率が向上します。これがS10の「非同期」メカニズムです。マルチコア設計における初期の課題は、CPU間のハンドシェイクと、どのCPUで操作に問題が発生したかを特定するためのデバッグでした。
AC: PS5007-E7コントローラは8個のCPUを搭載する設計となっています。8コア設計の経験がなかったため、開発初期段階ではCPU間のハンドシェイクが大きな課題でした。
TH: S10とE7コントローラーはどちらもエンタープライズ市場をターゲットとしています。チームは既にファームウェアの開発と、相互接続に必要な変更に着手されていますね。今後、どのような課題に直面する予定ですか？
AC: PCIe ベース環境におけるレイテンシ: 帯域幅が広いほどパフォーマンスは高くなりますが、レイテンシが簡単に拡大し、PCIe 環境内でパフォーマンスが大幅に低下する可能性があります。
ML: QoSはSSDベンチマーク、特にエンタープライズレベルのアプリケーションにおいて重要な指標になりつつあります。新しいSSDコントローラの設計計画が、フラッシュ市場における競合他社との競争力を維持できるかどうかを左右するでしょう。
TH: Phison での 10 年以上の経験で最も思い出に残る瞬間は何ですか?
AC:問題のデバッグはチームワークで行います。仕事は大変なこともありますが、全員の姿勢が状況を楽にしてくれます。
ML：トムズ・ハードウェアからの最初の肯定的なレビューです。S10のスタートはうまくいかなかったので、まるでオスカー賞を受賞したような気分でした。トムズ・ハードウェアからのレビューを見て、ファイソンでの終わりのない夜と週末の作業の後、チーム全員が充実感を覚えました。とても励みになりました。
CEO
長年にわたり、ファイソン社のCEO兼創業者であるプア・ケインセン氏（KS）と少しの間お付き合いさせていただいてきました。今回の訪問まで、私たちは一度もまともに腰を据えて本格的な議論を交わしたことはなく、自己紹介や挨拶程度でした。彼が従業員から深く尊敬され、愛されていることは既に知っていました。KS（周囲の人々から愛情を込めてそう呼ばれています）は、エンジニア精神の持ち主です。彼は、成果を祝ってばかりではなく、問題を克服し、乗り越えていくべきものとして捉えています。
KSは仕事に集中しながらも、遊び心も持ち合わせています。ほとんどの時間をオフィスで過ごし、その後は家に持ち帰って仕事をしています。プロジェクトの進捗のために夜通し徹夜したという話はよく聞きます。彼は積極的に行動することを恐れません。私たちの訪問中、ある時、彼はまるでそれしか頭にないかのように、将来の製品について細部まで詳しく話してくれました。しかし、オフィスから出てくるとすぐに、施設内の別のエリアへと戻ってしまいました。彼を長時間捕まえるのは至難の業です。
KSは広い心を持つ人です。だからこそ、ファイソンの従業員のほとんどは長年勤続しています。興味深い逸話があります。台湾に移住したばかりの頃、KSは故郷マレーシアの本格的な料理を見つけるのに苦労しました。ある時、KSは故郷の家庭料理を作る年配のマレーシア人女性と出会い、彼女のためにレストランを開きました。そのレストランは今も営業を続けています。
未来
Phisonは、組み込み市場と産業市場に明るい未来を見出しています。IoT、ファクトリーオートメーション、自動車、ビデオ監視などの成長市場はすべてこの分野に含まれます。Phisonは、ヘルスケアや軍事・航空アプリケーションでも大きな成長を見込んでいます。同社は既にこれらの市場に多大なリソースを投入しており、機会があれば開発を継続する予定です。同社は中国に新たな研究開発センターを開設し、台湾に拠点を置く中核エンジニアグループを維持しながら、同センターへの投資、育成、人材育成を継続しています。
搭載されているSSDを理由に車を購入する人はいないと思いますが、Phison社には読者の皆様が関心を持つであろう新製品や設計がいくつかあります。例えば、革新的なPS5007-E7設計が2つあります。最初の設計については数ヶ月前からお伝えしており、数ヶ月以内にこの設計を採用した製品が登場すると予想しています。NVMe E7とDDR2バッファ容量を2倍にした製品です。このドライブは「E7 Double-DDR」と呼んでいますが、これは非公式な名称です。
Flash Memory Summit (FMS) で、Patriotがアドインカードの設計を試用していることが明らかになりました。2つ目のカードは、E7 NVMeコントローラと、東芝製15nm MLCフラッシュメモリ1TBを搭載し、512GB SLCにプログラムされたものです。このドライブは、キャッシュメモリを超えた擬似SLCの概念を取り入れ、1セルあたり1ビットモードでフラッシュメモリ全体を活用します。多くの人が待ち望んでいる高性能製品ですが、512GBの容量を得るために1TBのフラッシュメモリを購入するのは、SSD価格の低下という現在のトレンドに逆行することになります。
Phisonは2018年にE7の後継製品をリリースする予定です。この製品に関する詳細は不明ですが、低密度パリティチェック（LDPC）エラー訂正コード、PCIe 3.0 x4などの高速インターフェース、そしてNVMeプロトコルが搭載されると予想されます。この製品は次世代3D NANDフラッシュテクノロジーに最適化され、信頼性、性能、耐久性を向上させる新機能を搭載する予定です。
タイムラインで言えば、エントリーレベルおよびメインストリームユーザー向けに設計された新しいE8コントローラがあります。これはPCIe 3.0 x2バスを搭載した4チャネルNVMeコントローラです。PhisonはCES 2016で実機デモを行い、このドライブが1,130MB/秒の読み取り速度と1,056MB/秒の書き込み速度でシーケンシャルデータを処理する様子を確認しました。このドライブは「機能サンプル段階」と説明されていましたが、2017年3月に詳細情報が公開される予定とのことでした。新しいE8コントローラは、E7よりも多くの機能を備えています。
今後、新しい E8 や Phison の他の製品をテストすることを楽しみにしています。
クリス・ラムザイヤーは、Tom's Hardwareのシニア寄稿編集者でした。彼はコンシューマー向けストレージのテストとレビューを担当していました。
