SSDهای امروزی فقط مجموعه‌ای از تراشه‌های حافظه نیستند. در قلب هر SSD یک کنترلر قرار دارد که ارتباط میان سیستم‌عامل و حافظه NAND را مدیریت می‌کند. این تراشه عملاً یک رایانه کوچک است و وظایفی مانند مدیریت خواندن و نوشتن داده‌ها، اصلاح خطاها، توزیع فرسایش سلول‌ها و جمع‌آوری داده‌های بلااستفاده را انجام می‌دهد.

در SSDهای پرسرعت NVMe اهمیت کنترلر حتی بیشتر می‌شود. رابط PCIe می‌تواند حجم زیادی از داده را با سرعت بالا جابه‌جا کند اما حافظه NAND به‌تنهایی نمی‌تواند چنین ارتباطی را مدیریت کند. کنترلر با استفاده از پردازنده داخلی و Firmware اختصاصی، عملیات مختلف را به‌صورت هم‌زمان مدیریت می‌کند تا سرعت و دوام SSD حفظ شود.