AI激發(fā)存儲(chǔ)革命，美光SSD和NAND產(chǎn)品線全面升級(jí)

近年來(lái)，隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心規(guī)模擴(kuò)張明顯，并不斷向智算中心演進(jìn)，由此帶來(lái)了算力需求的指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)趨勢(shì)。

這一現(xiàn)象正在重塑我們對(duì)硬件支撐的認(rèn)識(shí)和需求，以英偉達(dá)的GPU為例，在短短八年間，從第一代Pascal到最新的Blackwell B100，其算力增長(zhǎng)了1000倍，能耗卻降低了350倍。而在高速增長(zhǎng)的算力和亟需大幅優(yōu)化的能效比需求下，存儲(chǔ)技術(shù)必須協(xié)同進(jìn)步。

根據(jù) WSTS 發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2023年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模約為5269億美元，其中存儲(chǔ)器芯片市場(chǎng)規(guī)模約為923億美元，占比約18%。 另根據(jù)WSTS的最新預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，2024-2025 年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到6112億美元、6874億美元，其中存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)規(guī)模 為1632億美元、 2043億美元，占比約 27%、30%，增速遠(yuǎn)高于其他半導(dǎo)體品類。

這兩組數(shù)據(jù)也驗(yàn)證了人工智能大潮下，存儲(chǔ)行業(yè)將實(shí)現(xiàn)蓬勃發(fā)展。

當(dāng)然，除了規(guī)模的增長(zhǎng)以外，這些新需求也給存儲(chǔ)技術(shù)本身提出了更高的要求，包括需要更大的容量來(lái)滿足大模型運(yùn)行的要求，需要更快的數(shù)據(jù)訪問(wèn)速度來(lái)滿足更高數(shù)據(jù)傳輸速率的要求，需要更完善的存儲(chǔ)解決方案來(lái)提供更好的數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)，需要更耐用和更可靠的存儲(chǔ)產(chǎn)品以適應(yīng)不同的使用環(huán)境要求，需要定制化和個(gè)性化的存儲(chǔ)解決方案來(lái)滿足特定應(yīng)用場(chǎng)景的要求，以及最重要的成本效應(yīng)來(lái)助推數(shù)據(jù)中心的普及。

這些需求既給全球存儲(chǔ)廠商帶來(lái)了技術(shù)性的挑戰(zhàn)，又創(chuàng)造了新的市場(chǎng)機(jī)遇。美光作為存儲(chǔ)市場(chǎng)的頭部企業(yè)，在技術(shù)和市場(chǎng)跟進(jìn)上表現(xiàn)不俗。

美光推出全新數(shù)據(jù)中心SSD，賦能 AI 及更多領(lǐng)域工作負(fù)載

隨著數(shù)字化轉(zhuǎn)型、云計(jì)算和人工智能等先進(jìn)技術(shù)的廣泛部署，對(duì)高速高性能存儲(chǔ)解決方案的需求激增，而NVMe充分利用PCIe提供的更高帶寬滿足新的市場(chǎng)應(yīng)用需求，當(dāng)前PCIe（NVMe）SSD已經(jīng)占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)地位。

根據(jù)Yole發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，在行業(yè)級(jí)固態(tài)硬盤(pán)市場(chǎng)中，2023年P(guān)CIe SSD的市場(chǎng)份額為87.5%，預(yù)計(jì)到2028年，該數(shù)據(jù)將有望上升至96%左右。

圖 | 美光 9550 NVMe SSD外觀，來(lái)源：美光

就在近日，美光宣布推出數(shù)據(jù)中心 SSD 產(chǎn)品美光 9550 NVMe SSD，支持 NVMe 2.0 和 OCP 2.0，并具備 OCP 2.5 遙測(cè)功能；在存儲(chǔ)容量方面，橫跨3.2TB到30.72TB需求；在外形規(guī)格方面，除了支持U.2、E1.S外，也是美光發(fā)布的首款基于PCIe 5.0和E3.S的SSD產(chǎn)品?？傮w來(lái)講，該款產(chǎn)品不僅性能抗打，而且針對(duì)AI工作負(fù)載特別友好。

圖 | 美光 9550 NVMe SSD參數(shù)明細(xì)，來(lái)源：美光

對(duì)此，美光存儲(chǔ)事業(yè)部產(chǎn)品管理總監(jiān)Bill Bollengier表示：“美光 9550 NVMe SSD集成了自有的控制器、NAND（G8 NAND）、DRAM 和固件，產(chǎn)品在新加坡和馬來(lái)西亞的工廠進(jìn)行生產(chǎn)，從設(shè)計(jì)到制造，全程由美光自主完成，在體現(xiàn)美光垂直整合能力的同時(shí)，也賦予了該產(chǎn)品強(qiáng)大的‘四角性能’——順序讀取、順序?qū)懭?、隨機(jī)讀取和隨機(jī)寫(xiě)入均表現(xiàn)出色?！?/p>

具體來(lái)講，美光 9550 SSD 憑借 14.0 GB/s 的順序讀取速率和 10.0 GB/s 的順序?qū)懭胨俾剩商峁┏錾男阅?，與業(yè)界同類 SSD 相比，其性能提升高達(dá) 67%，為 AI 等要求苛刻的工作負(fù)載帶來(lái)業(yè)界領(lǐng)先的性能表現(xiàn)。此外，其隨機(jī)讀取速率達(dá)到 3,300 KIOPS，比競(jìng)品提升高達(dá) 35%，隨機(jī)寫(xiě)入速率達(dá)到 400 KIOPS，比競(jìng)品提升高達(dá) 33%。

對(duì)應(yīng)到AI需求，我們知道大型語(yǔ)言模型（LLM）需要高順序讀取速率，而圖形神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（GNN）則需要高隨機(jī)讀取性能。而美光 9550 SSD 針對(duì)關(guān)鍵 AI 工作負(fù)載進(jìn)行了優(yōu)化，工作負(fù)載完成時(shí)間可縮短高達(dá) 33%，在配備大加速器內(nèi)存（BaM）的 GNN 訓(xùn)練中，特征聚合可提速高達(dá) 60%。

在AI工作負(fù)載性能測(cè)試方面，以美光 9550 SSD 在 NVIDIA Magnum IO? GPUDirect? Storage 中的表現(xiàn)為例，在使用BaM 和 GIDS 進(jìn)行GNN 工作負(fù)載測(cè)試中，美光 9550 SSD實(shí)現(xiàn)了 290 萬(wàn) IOPS的性能，同時(shí)平均功耗降低了43%，整體系統(tǒng)能耗減少了29%。

Bill Bollengier認(rèn)為，這一顯著成效得益于美光 9550 SSD的高性能特性，使它能迅速完成任務(wù)并轉(zhuǎn)入下一項(xiàng)工作，而同類產(chǎn)品可能仍在執(zhí)行任務(wù)并消耗更多能量。

據(jù)悉，當(dāng)前美光 9550 SSD正在全球范圍內(nèi)出樣，并成功吸引了眾多云和企業(yè)客戶的關(guān)注和導(dǎo)入。

美光量產(chǎn)基于第九代 NAND 技術(shù)的NVMe SSD

除了美光 9550 SSD以外，美光還同時(shí)宣布了其采用第九代（G9）TLC NAND技術(shù)的 SSD 產(chǎn)品已開(kāi)始出貨。

據(jù)悉，美光 G9 NAND 采用276層設(shè)計(jì)工藝，具備高達(dá) 3.6 GB/s 的數(shù)據(jù)傳輸速率，比當(dāng)前 SSD 中的 NAND 技術(shù)要快 50%。

該款產(chǎn)品同樣是為AI工作負(fù)載，以及其他數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用場(chǎng)景而設(shè)計(jì)，涵蓋個(gè)人設(shè)備、邊緣服務(wù)器、企業(yè)和云數(shù)據(jù)中心等主流應(yīng)用。

對(duì)此，美光存儲(chǔ)事業(yè)部 NAND 產(chǎn)品生命周期管理及應(yīng)用工程總監(jiān)Daniel Loughmiller表示：“與美光前一代NAND 產(chǎn)品相同，美光 G9 NAND 采用 11.5mm x 13.5mm 的緊湊封裝，比同類產(chǎn)品節(jié)省 28% 的空間，是卓越的小尺寸、高密度 NAND。”

“與市場(chǎng)上現(xiàn)有的同類 NAND 解決方案相比，美光 G9 NAND 的每顆芯片寫(xiě)入帶寬和讀取帶寬分別高出 99% 和 88%。” Daniel Loughmiller補(bǔ)充道。

圖 | 全球首款搭載G9 NAND的客戶端SSD——2650 NVMe SSD，來(lái)源：美光

而搭載了第九代（G9）TLC NAND技術(shù)的 SSD 產(chǎn)品2650 NVMe SSD，在 PCMark? 10 測(cè)試中表現(xiàn)優(yōu)異，在日常計(jì)算方面帶來(lái)一流的用戶體驗(yàn)，與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手相比，性能提高了38%。在帶寬方面，我們提高了36%。平均訪問(wèn)時(shí)間比其他產(chǎn)品低40%。

Daniel Loughmiller透露：“就封裝密度以及性能和能力而言，NAND的不同配置正在推動(dòng)產(chǎn)品進(jìn)入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心行業(yè)。在客戶端方面，美光最新的2650 NVMe SSD已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)出貨，產(chǎn)品可提供的容量范圍在256GB到1TB之間?！?/p>

寫(xiě)在最后

在人工智能和數(shù)據(jù)中心的快速發(fā)展背景下，存儲(chǔ)技術(shù)正成為推動(dòng)這一進(jìn)步的關(guān)鍵力量。隨著AI算法和應(yīng)用對(duì)數(shù)據(jù)處理能力的要求日益增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)中心作為數(shù)據(jù)的集散地，對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能、容量和速度提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)。而NVMe、3D NAND等存儲(chǔ)解決方案正在變得更加先進(jìn)，以滿足AI和數(shù)據(jù)中心的嚴(yán)苛要求。