開催中のFuture for Memory and Storage (FMS)カンファレンスにおけるSilicon Motionのプログラムは、数々の発表で埋め尽くされました。同社は、コンシューマーおよびデータセンター向けPCIe 6.0 SSD向けコントローラを一足先に紹介したほか、エンタープライズSSD向けMonTitan SM8300シリーズPCIe Gen5プラットフォームの進化の詳細を発表し、16Kコードワードを採用した次世代低密度パリティチェック（LDPC）実装についても説明しました。
データセンターアプリケーション向け PCIe 6.0 SSD
MonTitan SM8466 プラットフォームは、非常に高い生のパフォーマンスを提供することに加えて、コントローラ レベルおよびファームウェア レベルのアーキテクチャ強化も備えており、レイテンシの削減、実際の帯域幅の増加、さまざまなワークロードでの予測可能な QoS 準拠のパフォーマンスの実現が可能になると同社は述べています。
一つはセパレートコマンドアーキテクチャ（SCA）と呼ばれ、NANDインターフェース内でコマンドとアドレスの伝送パスを分離します。これにより、データを（シーケンシャルではなく）並列に伝送できるようになり、レイテンシが短縮され、スループットが向上します。
もう1つはパフォーマンス・シェーピング（既存のエンタープライズグレードのコントローラでは、PerformaShapeのアップグレード版として新しい名称が付けられる可能性もある）と呼ばれるもので、複雑でバースト的なワークロード下でも、SSDの動作を制御し、安定した予測可能なQoS準拠のパフォーマンスを提供するように設計された手法のようです。パフォーマンス・シェーピングは、要件に応じて特定のタスク向けに調整することもできます。
MonTitan SM8466は、NVMe 2.0+およびOCP NVMe SSD仕様2.5の要件を満たすように設計されており、クラウドスケールおよびハイパースケール環境のニーズに適切に対応します。次世代NANDにおいて最高の信頼性を提供します。
コントローラは、4KiB コードワードと 16KiB コラボレーティブ コードワード (CoCo) を備えた LDPC ECC もサポートしています。これは Silicon Motion にとって画期的なものであり、以下でさらに詳しく説明します。
このプラットフォームは、SR-IOVやMPFなどの仮想化技術に加え、SMART診断機能と包括的なデータ保護機能をサポートしています。セキュリティ面では、セキュアブート、AES-256暗号化、TCG Opal互換性、ファームウェア認証機能を備えており、ミッションクリティカルな企業データを保護する堅牢な保護スイートを提供します。
シリコン・モーション社の最高経営責任者（CEO）であるウォレス・コウ氏は、パートナー企業がSM8466ベースのSSDの出荷を2026年後半または2027年初頭に開始すると予想しており、これはNVIDIAのRubin GPUを搭載した次世代AIサーバーの展開と足並みを揃えることになる。SMIは、PCIe Gen6 SSDの初期の主なユースケースはAIであると見ているが、汎用サーバーにおけるストレージの普及は2026年または2027年までは見込まれていない。コンシューマー向けPC向けのPCIe 6.0 SSDは、2030年より前に登場する可能性は低い。
消費者向けアプリケーション向けのPCIe 6.0 SSDはすぐには登場しない
Silicon Motionは、ライバルのPhisonより数年遅れて、PCIe 5.0 x4インターフェースを搭載した初のSSDコントローラを正式に発表しました。これは、エンスージアスト向けドライブ市場における同社の地位に確実に影響を与えました。次世代PCIe 6.0 SSDでは、同社は全く異なる戦略を打ち出しており、FMS 2025で「Neptune」というコードネームで呼ばれる新型コントローラを先行公開しました。
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Silicon MotionのNeptuneコントローラは、コンシューマーPC向けに初めて発表されたPCIe 6.0 x4 SSDプラットフォームです。最大4800 MT/sのインターフェース速度を備えた8つのNANDチャネルを備え、400層以上のアクティブレイヤーを備えた次世代3D NANDをサポートします。このコントローラは、25 GB/sを超えるシーケンシャルリード速度と350万IOPSのランダムパフォーマンスを実現し、現在の最高レベルのPCIe 5.0コンシューマーSSDをはるかに凌駕します。さらに、このコントローラは、レイテンシを低減し、帯域幅を拡大するセパレートコマンドアーキテクチャ（SCA）も搭載しています。
SMI によれば、パフォーマンスが向上したにもかかわらず、Neptune はシーケンシャル読み取りではエンタープライズ グレードの SM8466 に遅れをとり、ランダム IOPS も半分しか提供できないという。これは、SM8466 が持続的なスループットのために 16 個の NAND チャネルと追加の最適化を使用しているためだ。
PCIe 6.0 x4 SSDの卓越したパフォーマンスには、プレミアムが伴います。PCIe Gen6 SSDコントローラは、次世代の3D NANDメモリとの互換性を確保するために、はるかに高い処理能力を必要とします。また、PCIe Gen6 SSDコントローラは、今後登場する3D NANDにおいても、パフォーマンスを低下させることなく、より高速なインターフェース速度で動作する必要があります。
さらに、PCIe 6.0 コントローラーと PHY は、PCIe 5.0 コントローラーと PHY よりも実装が難しく、コストも高くなります。
Silicon Motion社のNeptuneの量産は2028年に予定されており、ドライブは2029年か2030年に市場に登場する見込みで、これはSilicon Motion社のCEOであるWallace Kou氏の以前の発言と一致している。
「PCIe Gen6（ソリューション）は2030年まで登場しないでしょう」と、Kou氏はTom's Hardwareとのインタビューで述べた。「PC OEM各社は今のところPCIe 6.0にほとんど関心を示しておらず、話題にすら上がらない。AMDとIntelも話題にしたくないようだ。」
16KiB 共同 Co LDPC
エンタープライズ グレードの MonTitan SM8466 によって約束されるパフォーマンスと容量の向上に加えて、データ センターのソリッド ステート ドライブに必要な極めて優れたパフォーマンス、大容量、および優れた信頼性を実現する非常に重要な機能があります。それが Silicon Motion の 16KiB CoCo LPDC ECC テクノロジーです。
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3D NANDデバイスの層が増えるにつれて、セルは物理的に小さくなり、セルあたりの記憶ビット数はSLCの1ビットからQLCの4ビットに増加します。こうした進歩により、高密度化とテラバイトあたりのコスト削減が実現しますが、特に長期にわたるデータ保持期間においては、データの確実な取得が困難になります。
セルが小さくなるとビットあたりの電荷量が少なくなり、保持損失、プログラム/消去による摩耗、リードディスターブの影響を受けやすくなります。複数年にわたる耐久性と保持要件を満たす必要があるエンタープライズSSDでは、強力なエラー訂正コード（ECC）が不可欠です。
従来の低密度パリティチェック（LDPC）設計では、固定のコードワード長が使用されます。例えば、4KiBのLDPCでは、NANDデータの4KiBごとに独立してエンコードおよびデコードされます。一般的に、コードワードが長いほど、SSDのエラー訂正能力と耐久性は向上します。
しかし、これはデコードレイテンシ、計算要件、そして消費電力の増加を伴います。16KiB LDPCに移行すると、データ単位あたりの利用可能なパリティビット数が増加し、エラー訂正の強度が大幅に向上します。これは、3D TLC NANDおよび3D QLC NANDベースのエンタープライズSSDにおける長期データ保持と信頼性の目標達成に不可欠です。しかし、16KiB LDPC ECCは非常に優れているものの、計算（ダイサイズとコスト）、レイテンシ、そして消費電力の面でコストがかかるため、Silicon Motionは別の手法を採用しました。
同社によれば、16 KiB 協調コードワード (CoCo) LDPC 技術は、重大なペナルティなしで 16 KiB LDPC の信頼性の利点のほとんどを獲得することを目的としている。
CoCoでは、16KiBのNANDページが4つの独立した4KiB LDPCコードワードに分割されるため、各チャンクは個別にデコードされ、ほとんどの読み出しは高速な標準4KiB LDPCと同様に動作します。1つ以上のチャンクがデコードに失敗した場合、成功したチャンクから「ヘルパー」情報が提供され、失敗したチャンクのLDPCデコーダーにフィードバックされます。CoCoの構成に応じて、システムは1つのチャンクから最大4つのチャンクすべてが失敗した状態から回復することができ、Silicon Motionによると、信頼性は真の16KiB LDPCに近づきます。
このハイブリッド設計により、Silicon Motionは、エンタープライズグレードの耐久性を備えた超大容量3D QLC NAND SSD向けのエンタープライズグレードSSDコントローラを構築することが可能になりました。デコーダの複雑さと消費電力は4KiB設計とほぼ同等に抑えられています。また、このソリューションは、ランダム読み取りにおけるスモールIOレイテンシ（混合ワークロードにおいて重要）を維持しながら、大容量ドライブに必要な強力なエラー訂正機能も提供します。
まとめると、SMIの16KiB CoCo LDPCは、16KiB LDPCとほぼ同等の性能を備えながら、4KiB LDPCと同等の性能、コスト、効率性を実現します。まず、Silicon Motionの顧客は、MonTitan SM8466コントローラをベースとした高性能・大容量ドライブに16KiB CoCo LDPCテクノロジーを採用する予定です。
超大容量や高密度3D QLC NANDを必要としないのであれば、通常の4KiB LDPCで十分でしょう。最終的には、16KiB CoCo LDPC ECCが主流のエンタープライズ向けドライブ、そしておそらくコンシューマー向けドライブにも採用される可能性が高いですが、まだ判断するには時期尚早です。
256 TB PCIe Gen5 SSD
ここ数週間、カスタムコントローラを搭載した245TBまたは256TBのSSDを複数の企業が発表しました。今週、Silicon Motionは、実績のあるMonTitan SM8366コントローラが、最新世代の2TB 3D QLC NANDデバイスを使用することで最大256TBの容量をサポートするようになったと発表しました。これは、同じコントローラを搭載した既存のSSDと比較して2倍の容量となります。
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もちろん、エンタープライズSSDメーカーは2TB 3D QLC NANDデバイスをSM8366プラットフォームで認定する必要があるため、標準コントローラを搭載した256TB SSDがすぐにリリースされるとは予想されていません。とはいえ、これらの大容量ドライブは今後数四半期で普及が進むと予想されており、競争が激化し、必然的に価格にも影響を与えるでしょう。
次世代デバイスはもうすぐ登場
Silicon MotionはFuture for Memory and Storage (FMS)カンファレンスで、PCIe 6.0 SSDコントローラのロードマップを発表しました。その筆頭となるのは、最大512TBの容量、28GB/秒の読み取り速度、700万IOPS、そして新機能を備えたデータセンター向けMonTitan SM8466です。しかし、最も重要な発表は、MonTitan SM8466に搭載された16KiB CoCo LDPC ECCでした。これは、16KiB LDPC ECCとほぼ同等の訂正能力を備えながら、4KiB LDPCと同等の性能、コスト、効率性を備えています。これは、3D QLC NANDメモリを搭載した512TB SSDに特に有効です。
消費者向け PCIe 6.0 コントローラーは当分の間は登場しないと予想されていますが、今回の発表では、今後数か月から数年のうちに実現すると予想される画期的な進歩が示されています。
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アントン・シロフはTom's Hardwareの寄稿ライターです。過去数十年にわたり、CPUやGPUからスーパーコンピュータ、最新のプロセス技術や最新の製造ツールからハイテク業界のトレンドまで、あらゆる分野をカバーしてきました。
