智数时代的海量数据挑战,英特尔SSD有何杀手锏?

一个事实:OpenAI GPT-1模型参数为1.1亿个,预训练数据量为5GB,短短几年之后,OpenAI GPT-3模型参数则高达1750亿个,预训练数据量搞到45TB,模型参数规模和与训练数据量增长了上千倍。

这充分反应了进入到智数时代,基于大数据、人工智能等技术的智慧应用所带来的数据挑战愈发突出,对于海量数据的处理需求极为迫切。如何应对海量数据所带来的存储挑战,是当下以英特尔为代表的存储厂商所重点聚焦的。

与其他存储厂商不同,英特尔一直专注于企业级闪存领域。4月初,英特尔在发布第三代至强可扩展平台的同时,也推出了新一代高容量英特尔3D NAND SSD D5-P5316等新品。

近日,在上海英特尔紫竹研发中心,英特尔透露了D5-P5316等新品的更多细节,并且详细介绍了2021年英特尔在闪存领域的产品规划。

存储分层大势所趋

受到AI、大数据等技术深入应用的影响,如今的应用丰富程度远超过去,这也导致了对于计算、存储的需求更加差异化,不同应用对于存储性能、容量等不尽相同。

像一些内存计算、数据分析类的场景,对于数据处理性能极度渴望,就更加适合采用极热存储;而自动驾驶等AI场景,对于数据处理性能、容量都有着很高的要求,采用热存储就非常符合;而一些电商/游戏直播的海量数据则面临着长期归档的需求。

因此,存储分层,根据应用特征更加细分化成为大势所趋。分层带来的最大好处,就是让存储资源可以物尽其用,充分满足数据生命周期不同阶段对于存储资源的需求。

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存储分层也是英特尔所提倡的。除了英特尔傲腾这种创新介质满足高性能、低延迟的应用场景需求之外,SSD随着成本不断下降、容量不断提升,未来有着广阔的应用空间。

正如英特尔NAND产品与解决方案事业部中国区销售总监倪锦峰所言:“英特尔在浮栅技术等SSD核心技术上的长期积累与创新,使得英特尔在数据中心SSD领域可以加速推动QLC、PLC等SSD取代硬盘。”

这不仅意味着传统硬盘未来会加速迁移到冷存储的应用场景,也对于SSD产品在性能、容量、可靠性等方面提出了更大挑战。

浮栅技术:英特尔的杀手锏

提到SSD,近年来随着3D-NAND技术的不断发展,SSD堆叠的层数也在不断提升。层数的增加,带来了SSD闪存容量持续提升的同时,也对于存储厂商的技术创新提出了更高要求。有人甚至直言,SSD像一门空间的艺术,在固定的单位空间实现性能、可靠性、容量的完美平衡。

在英特尔看来,其独特的浮栅技术正是SSD的杀手锏。与其他SSD厂商的栅极工艺相比,英特尔浮动栅极技术可以在极大减少Cell的空间浪费,加上与CMOS的完美配合,可以提供NAND最高面密度。

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这让英特尔SSD的浮栅单元具有良好的读取阈值电压窗口、Cell之间良好的电荷隔离以及更加出色数据保持能力。最终体现在产品层面就是,不仅能够比其他SSD提升10%的面密度,还能够让每个晶圆生产更多容量,以及比其他SSD更加出色的可靠性。

除了浮栅技术之外,英特尔还在EDSFF外形规格进行了创新,可以让数据中心中存放更多SSD,推动数据中心在容量上持续提升,以满足海量数据的需求;此外,在单位面积上做更多层,进一步提升单个SSD容量;最后则是提高每个单元数据,未来英特尔的浮栅技术路线可以在QLC以后升级到5个bit单元的存储,这也就意味着可以给数据中心客户带来更大的密度。

“英特尔SSD具备成熟的单元技术,首先可以深度了解通过隧道氧化层来控制电子的物理学远离;其次,离散单元隔离将能够跨单元干扰的风险降到最低;最后,垂直单元中电子数量提高6倍左右,可提高控制能力。”倪锦峰表示道,“刻蚀工艺发挥关键作用,在数十层NAND layer中挖高深宽比的均匀的孔,对精度要求极高,类似从埃菲尔铁塔上面丢一颗实心球下去,实心球的偏移度要求是厘米级别。”

D5-P5316,英特尔的诚意之作

新一代高容量英特尔3D NAND SSD D5-P5316是业界第一款144层 PCIe QLC NAND SSD,是英特尔集合包括浮栅技术在内多项创新技术打造的诚意之作,在耐久性、性能、可靠性和成熟度等方面彰显出巨大优势。

众所周知,NAND堆叠层数的提升大大加速了SSD容量的提升,与此同时,性能、耐久性能否随着容量增大而展现良好的可扩展性、可持续性就显得至关重要。因此,耐久性和性能也成为衡量SSD产品竞争力的关键指标。据悉D5-P5316在性能、容量、耐久性等方面比上一代产品有着巨大提升。对此,英特尔技术专家表示:“相比上一代QLC产品也有最多2倍的顺序读取性能、38%的随机读取性能和最低48%的时延下降。”

据悉,D5-P5316性能出色,128K顺序读/写最高可看到7000/3600 MB/s,64可随机写入性能最高可到510MBps,拥有业界领先的QLC耐久性,可达0.41 DWPD,存储容量最高可达30.72TB。由于出色的产品力,使得D5-P5316可以广泛应用在读取密集型以及对时延要求苛刻的工作负载,广泛适合内容交付网络、超融合、大数据、AI、HPC等应用场景。

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“D5-P5316具备业界领先的密度、严苛的质量和可靠性,可以让客户在温存储中进行大规模部署,同时还能把存储占用空间减少最多20倍,大幅降低TCO。”英特尔技术专家补充道。

据悉英特尔在今年第二季度已发售D5-P5316;此外,英特尔还会在晚些时候发售D3-S 4520和 D3-S4620,采用144层TLC技术和SATA接口,主要用于传统服务器应用。

面向未来,倪锦峰最后表示:“未来场景会更加复杂和丰富,需要存储厂商持续聚焦,去解决可能产生的各种挑战。我们愿意深入到行业场景之中,不断探索、去解决应用上的难题。”

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