鎧俠：PCIe Gen5 SSD襲卷2024年，閃存技術(shù)創(chuàng)新，加速生成式AI落地

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/黃晶晶）生成式AI是最近行業(yè)最火的話題，作為存儲芯片國際大廠的鎧俠，對于閃存在生成式AI時代的技術(shù)和應(yīng)用有著前瞻的理解和舉措。與此同時，鎧俠也一直引領(lǐng)著PCIe Gen5 SSD的落地發(fā)展。在2024中國閃存市場峰會期間，鎧俠高管們發(fā)表演講并接受媒體采訪，分享了諸多對閃存技術(shù)和市場的洞見。

2024是PCIe Gen5 SSD重要的一年

鎧俠于2022年開始推出E3.S的CD7 SSD，2023年推出E.3和U.2的CM7 SSD，2024年開始進行CD8P系列SSD的送樣，持續(xù)加快PCIe Gen5 SSD的應(yīng)用落地。鎧俠預(yù)計，2024年將是PCIe Gen5在PCIe SSD中占據(jù)重要份額的一年。

鎧俠CTO柳茂知先生表示，PCIe 5.0與4.0的部署情況相比面臨著一些困難。柳茂知先生分析了EOM驅(qū)動器、系統(tǒng)、插槽問題， PCIe Gen5復(fù)位/速度變化循環(huán)測試問題，和Retimer PHY初始化時間設(shè)置不正確等。

他建議在PCIe 5.0系統(tǒng)設(shè)計時，不使用電纜，盡可能少地使用連接器，從而縮短PCIe信號線的長度，并最大限度地減少阻抗波動。針對PCIe 5.0應(yīng)用的關(guān)鍵檢查點，建議對CPU-I/ CPU-A BIOS、PCle Switch和Retimer固件、SSD固件、主板和背板PCle線路阻抗和串擾、Retimer選項和SSD及系統(tǒng)的日志進行檢查。鎧俠在PCIe 5.0系統(tǒng)設(shè)計中已取得許多重要突破，并不斷積累PCIe 5.0研發(fā)經(jīng)驗。

QLC SSD取代NL HDD

柳茂知先生認為，QLC SSD取代NL HDD是必然的趨勢，主要在于SSD存儲密度、性能以及系統(tǒng)成本。

首先是隨著閃存的快速發(fā)展，NAND的密度遠遠超過了HDD，2025年E3.L SSD的存儲密度比將比3.5存HDD高出約10倍，到2026年兩者密度比將達到16倍。

同時，SSD性能也遠超NL HDD，相比NL HDD，QLC SSD順序讀取性能提高40倍，順序?qū)懭胄阅芴岣?倍，隨機讀取性能提高8500倍，隨機寫入性能提高500倍。

柳茂知先生表示，去年由于庫存過剩導(dǎo)致SSD價格下跌，但這并不完全是壞事，因為SSD和NL HDD之間的每GB價差縮小，同時NL HDD容量增長微乎其微，QLC SSD容量卻在急劇增長。去年鎧俠發(fā)布基于BiCS 8 Flash的QLC SSD，單die容量2Tb，其在E3.S規(guī)格最高容量可達60TB，U.2規(guī)格容量最高可達120TB。低價和高容量的閃存有助于市場需求由NL HDD向SSD轉(zhuǎn)移。

另外，我們還看到應(yīng)用QLC SSD能有效減少硬件和軟件/服務(wù)的綜合支出，其收益可補償NL HDD切換為QLC SSD的成本。具體來說，普通通用服務(wù)器當中，存儲成本基本上占TCO總體擁有成本）的15%，18-37%的成本主要來自CPU、內(nèi)存等。如果采用HDD，它的高延時會讓性能降低20%，而SSD不會降低性能。即使QLC SSD的成本是NL HDD的3倍，也可以通過降低CPU和DRAM的成本來補償成本差異。同時，QLC SSD替換NL HDD可以節(jié)省占地面積，節(jié)省電力消耗。另外，軟件和服務(wù)等成本是按CPU節(jié)點數(shù)收費，CPU減少相應(yīng)的軟件和服務(wù)成本也會下降。那么總體成本最終是下降的。

生成式AI給服務(wù)器、智能終端帶來的新機會

一方面CPU處理數(shù)據(jù)量的增加要求更大容量更高性能的SSD。鎧俠中國董事長兼總裁岡本成之表示，鎧俠SSD業(yè)務(wù)一直與互聯(lián)網(wǎng)廠商、運營商等保持著密切的合作。鎧俠中國高級技術(shù)顧問戶谷得之也談到，很多AI服務(wù)器已經(jīng)采用了鎧俠的PCIe Gen4 SSD產(chǎn)品。

同時高速接口的發(fā)展能夠帶來閃存更高的速率。柳茂知表示PCIe3.0升級到4.0的更新?lián)Q代速度很快，但是4.0到5.0由于信號質(zhì)量、功耗等技術(shù)難題并沒有那么快。不過PCIe 5.0/6.0以高速低延遲的性能更適合生成式AI時代數(shù)據(jù)中心的需求，相信會是一個長周期的代際規(guī)格。

現(xiàn)在閃存相關(guān)廠商都在積極研究如何將生成式AI的數(shù)據(jù)處理部分轉(zhuǎn)移到閃存的解決方案，鎧俠也不例外。戶谷得之表示，目前AI訓(xùn)練主要使用HBM，鎧俠正在研究RAID Offload技術(shù)，讓SSD處理一部分數(shù)據(jù)，增加SSD的價值量的同時能夠降低HBM使用的成本。

生成式AI不僅給數(shù)據(jù)中心、服務(wù)器帶來機會，現(xiàn)在智能手機、筆記本電腦也開始大力發(fā)展AI。前不久，鎧俠推出第二代UFS 4.0技術(shù)，相比第一代而言在順序?qū)懭肷咸嵘思s18%，隨機寫入提升約30%，隨機讀取提升約13%。

鎧俠中國閃存顆粒技術(shù)統(tǒng)括部總經(jīng)理大久保貴史表示，UFS 4.0目前主要用于旗艦機型，為了滿足生成式AI的高性能存儲需求，鎧俠已著手研發(fā)UFS 5.0規(guī)格的產(chǎn)品，另一方面UFS 4.0要向下普及到中端機型，那么鎧俠也會適時推出QLC版本UFS4.0產(chǎn)品。

寫在最后

NAND Flash已經(jīng)來到了200+層，未來會如何發(fā)展呢，大久保貴史先生表示，以鎧俠BiCS來說，主要是通過高堆疊垂直擴展即增加閃存的層數(shù)，密集存儲孔橫向拓展以及架構(gòu)拓展的方向來演進。目前鎧俠的BiCS 6到BiCS 8 Flash實現(xiàn)35%的密度提升，從QLC 1Tb到2Tb的單die密度提高15%，鎧俠BiCS 8 2Tb QLC密度比上一代高出50%。

PCIe 5.0是今年鎧俠重點推廣的技術(shù)和應(yīng)用，柳茂知先生表示PCIe 5.0是一個非常好的技術(shù)，生成式AI正在茁壯發(fā)展，也必將推動PCIe 5.0的加速落地。