近年来，随着人工智能技术的快速发展，数据中心规模扩张明显，并不断向智算中心演进，由此带来了算力需求的指数级增长趋势。 这一现象正在重塑我们对硬件支撑的认识和需求，以英伟达的GPU为例，在短短八年间，从第一代Pascal到最新的Blackwell B100，其算力增长了1000倍，能耗却降低了350倍。而在高速增长的算力和亟需大幅优化的能效比需求下，存储技术必须协同进步。 根据 WSTS 发布的数据显示，2023年全球半导体市场规模约为5269亿美元，其中存储器芯片市场规模约为923亿美元，占比约18%。 另根据WSTS的最新预测数据显示，2024-2025 年全球半导体市场规模将达到6112亿美元、6874亿美元，其中存储芯片市场规模 为1632亿美元、 2043亿美元，占比约 27%、30%，增速远高于其他半导体品类。 这两组数据也验证了人工智能大潮下，存储行业将实现蓬勃发展。 当然，除了规模的增长以外，这些新需求也给存储技术本身提出了更高的要求，包括需要更大的容量来满足大模型运行的要求，需要更快的数据访问速度来满足更高数据传输速率的要求，需要更完善的存储解决方案来提供更好的数据安全和隐私保护，需要更耐用和更可靠的存储产品以适应不同的使用环境要求，需要定制化和个性化的存储解决方案来满足特定应用场景的要求，以及最重要的成本效应来助推数据中心的普及。 这些需求既给全球存储厂商带来了技术性的挑战，又创造了新的市场机遇。美光作为存储市场的头部企业，在技术和市场跟进上表现不俗。
美光推出全新数据中心SSD，赋能 AI 及更多领域工作负载
随着数字化转型、云计算和人工智能等先进技术的广泛部署，对高速高性能存储解决方案的需求激增，而NVMe充分利用PCIe提供的更高带宽满足新的市场应用需求，当前PCIe（NVMe）SSD已经占据市场主导地位。 根据Yole发布的数据显示，在行业级固态硬盘市场中，2023年PCIe SSD的市场份额为87.5%，预计到2028年，该数据将有望上升至96%左右。
图 | 美光 9550 NVMe SSD外观，来源：美光
就在近日，美光宣布推出数据中心 SSD 产品美光 9550 NVMe SSD，支持 NVMe 2.0 和 OCP 2.0，并具备 OCP 2.5 遥测功能；在存储容量方面，横跨3.2TB到30.72TB需求；在外形规格方面，除了支持U.2、E1.S外，也是美光发布的首款基于PCIe 5.0和E3.S的SSD产品。总体来讲，该款产品不仅性能抗打，而且针对AI工作负载特别友好。
图 | 美光 9550 NVMe SSD参数明细，来源：美光
对此，美光存储事业部产品管理总监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，产品在新加坡和马来西亚的工厂进行生产，从设计到制造，全程由美光自主完成，在体现美光垂直整合能力的同时，也赋予了该产品强大的‘四角性能’——顺序读取、顺序写入、随机读取和随机写入均表现出色。” 具体来讲，美光 9550 SSD 凭借 14.0 GB/s 的顺序读取速率和 10.0 GB/s 的顺序写入速率，可提供出色的性能，与业界同类 SSD 相比，其性能提升高达 67%，为 AI 等要求苛刻的工作负载带来业界领先的性能表现。此外，其随机读取速率达到 3,300 KIOPS，比竞品提升高达 35%，随机写入速率达到 400 KIOPS，比竞品提升高达 33%。 对应到AI需求，我们知道大型语言模型（LLM）需要高顺序读取速率，而图形神经网络（GNN）则需要高随机读取性能。而美光 9550 SSD 针对关键 AI 工作负载进行了优化，工作负载完成时间可缩短高达 33%，在配备大加速器内存（BaM）的 GNN 训练中，特征聚合可提速高达 60%。 在AI工作负载性能测试方面，以美光 9550 SSD 在 NVIDIA Magnum IO? GPUDirect? Storage 中的表现为例，在使用BaM 和 GIDS 进行GNN 工作负载测试中，美光 9550 SSD实现了 290 万 IOPS的性能，同时平均功耗降低了43%，整体系统能耗减少了29%。 Bill Bollengier认为，这一显著成效得益于美光 9550 SSD的高性能特性，使它能迅速完成任务并转入下一项工作，而同类产品可能仍在执行任务并消耗更多能量。 据悉，当前美光 9550 SSD正在全球范围内出样，并成功吸引了众多云和企业客户的关注和导入。
美光量产基于第九代 NAND 技术的NVMe SSD
除了美光 9550 SSD以外，美光还同时宣布了其采用第九代（G9）TLC NAND技术的 SSD 产品已开始出货。 据悉，美光 G9 NAND 采用276层设计工艺，具备高达 3.6 GB/s 的数据传输速率，比当前 SSD 中的 NAND 技术要快 50%。 该款产品同样是为AI工作负载，以及其他数据密集型应用场景而设计，涵盖个人设备、边缘服务器、企业和云数据中心等主流应用。 对此，美光存储事业部 NAND 产品生命周期管理及应用工程总监Daniel Loughmiller表示：“与美光前一代NAND 产品相同，美光 G9 NAND 采用 11.5mm x 13.5mm 的紧凑封装，比同类产品节省 28% 的空间，是卓越的小尺寸、高密度 NAND。” “与市场上现有的同类 NAND 解决方案相比，美光 G9 NAND 的每颗芯片写入带宽和读取带宽分别高出 99% 和 88%。” Daniel Loughmiller补充道。
图 | 全球首款搭载G9 NAND的客户端SSD——2650 NVMe SSD，来源：美光
而搭载了第九代（G9）TLC NAND技术的 SSD 产品2650 NVMe SSD，在 PCMark? 10 测试中表现优异，在日常计算方面带来一流的用户体验，与竞争对手相比，性能提高了38%。在带宽方面，我们提高了36%。平均访问时间比其他产品低40%。 Daniel Loughmiller透露：“就封装密度以及性能和能力而言，NAND的不同配置正在推动产品进入数据存储中心行业。在客户端方面，美光最新的2650 NVMe SSD已实现量产出货，产品可提供的容量范围在256GB到1TB之间。”
写在最后
在人工智能和数据中心的快速发展背景下，存储技术正成为推动这一进步的关键力量。随着AI算法和应用对数据处理能力的要求日益增长，数据中心作为数据的集散地，对存储系统的性能、容量和速度提出了更高的标准。而NVMe、3D NAND等存储解决方案正在变得更加先进，以满足AI和数据中心的严苛要求。
