瞄准SSD的“星辰大海”,英特尔引领数据中心闪存浪潮

2021年对于所有存储芯片厂商都格外具有意义。

一方面因为疫情等各种因素影响,全球化的缺芯局面迟迟难以化解,导致包括闪存在内的各种芯片产能不足、价格上涨;另一方面,全球数字经济在后疫情时代下的作用与地位日渐突出,像人工智能、自动驾驶等大量新应用蓬勃发展,带来了对于数据存储的极度渴求。

面临日渐紧张的供需矛盾,更加考验闪存芯片厂商对于制造良率、供应链、生态伙伴等方面的综合能力。近日,在2021中国闪存市场峰会(CFMS)上,英特尔公司就率先承诺会继续闪存NAND技术上的投入,并会持续推出数据中心新闪存产品,推动QLC闪存技术在数据中心的普及。

英特尔持续加码闪存领域

今年以来,受各种因素的叠加影响,半导体行业处于风口浪尖,产能不足、芯片价格暴涨的新闻是不是登上头条,引发大众的关注与讨论。

亦不能忽视的是,全球数字化进程提速对于数据存储市场带来的深刻影响。以中国市场为例,根据最新的《中国互联网发展报告2021》数据,2020年中国数字经济规模达到39.2万亿元,占GDP比重达38.6%,成为稳定经济增长的关键动力。

数字经济的蓬勃发展,新场景、新应用、新需求的大量诞生,带来了对于数据存储的旺盛需求。根据CFM数据显示,从2020年到2025年,数据中心闪存市场的年复合增长率将高达39%。与此同时,自动驾驶、语音助手、智能工厂、客服机器人……大量的数据分析/人工智能应用对于数据存储的性能、容量、可靠性提出了极高要求。

以去年五月发布的OPenAI GPT-3模型为例,模型参数则高达1750亿个,预训练数据量搞到45TB,最大层数高达96层,无论是模型规模、数据量、训练层数都是指数级增加。

与其他存储厂商不同,英特尔一直专注于数据中心闪存领域。面对市场的变化和需求的变迁,英特尔表示会持续对于闪存业务的投入。英特尔NPSG亚太区销售总监倪锦峰介绍,英特尔一直聚焦闪存NAND多项技术的研究,以不断提升闪存的密度、可靠性和性能,以满足多样化的市场需求。

“NAND市场是一个蓝海市场,”倪锦峰如是说,“不过,未来闪存技术门槛会越来越高,工艺会愈发复杂,也需要更全面的产品线去满足不同的需求。”

事实上,为了确保产能不受各方因素的影响,英特尔大连工厂发挥了至关重要的作用。倪锦峰透露,哪怕在疫情期间,大连工厂凭借严格和完善的防疫措施、员工众志成城地投入,使得工厂并未受外界因素影响,确保了工厂持续不间断运营。

英特尔为何能引领数据中心闪存

“做SSD可能不难,做好SSD相当难,做好企业级SSD就难上加难。” 倪锦峰如是说。

如果再聚焦到数据中心领域,各种应用对于SSD的性能、容量、可靠性等能力要求就更高。同样是越来越高层数的堆叠层数和越来越复杂的工艺,为何英特尔能够引领数据中心闪存市场,并且在产品层面表现最为出色?

首先就是NAND核心技术的创新。英特尔独特的浮栅技术是其独步数据中心闪存市场的“杀手锏”。与其他厂商的栅极工艺相比,浮栅技术对于SSD的空间节省、容量增加、性能提升以及可靠性有着至关重要的影响,这使得英特尔SSD产品相比其他技术可以提升约10%的面密度,SSD容量更大,可靠性和性能却更高。

以英特尔今年推出的业界第一款144层 PCI-E QLC NAND SSD DC-P5316为例,集合包括浮栅技术在内多项创新技术,在耐久性、性能、可靠性和成熟度等方面优势明显,比上一代QLC产品也有最多2倍的顺序读取性能、38%的随机读取性能提升和最低48%的时延下降。

英特尔这些NAND创新技术对于数据中心数据存储发展极具意义。众所周知,当前数据中心中依然存在着大量的机械硬盘,传统机械硬盘的优势在于容量,但是性能和可靠性等方面较为逊色,如果QLC SSD能够以成熟的产品加速在数据中心的普及,必然会在性能、容量、能耗、空间、可靠性等方面成为数据中心用户的更优选择,获得数据中心诸如分析、AI、机器学习、CDN等应用的青睐。

倪锦峰介绍,“英特尔QLC NAND的实际耐用性已经超出了业界平均水平很多,能够将磨损分散到更大区域。在很多当前数据中心工作负载的部署情况来看,英特尔QLC NAND的耐用性足足有余。”

另一方面,英特尔对于围绕闪存相关的技术、生态一直都是十分重视,长期投入大量的精力来完善相关技术生态,这也进一步推动了闪存在数据中心市场的普及。倪锦峰打趣道,十多年前刚做SSD时,一块32 GB的SLC SSD成本就高到上千美元,而如今最新的QLC SSD最大容量达到32TB,每GB成本也已经下降了几百倍。

又如PCI-E接口演进在发挥SSD性能优势起到了举足轻重的作用,然而PCI-E 5.0接口的SSD遇到的挑战是目前行业所有厂商都面临的挑战,英特尔为加速推动PCI-E 4.0向PCI-E5.0演进,正在加速资源投入,和合作伙伴一起,在平台、方案层面加速创新,解决切换过程中的成本、信号完整性、系统层面整体性能均衡提升等问题,帮助整个产业向前发展。

“NAND市场是一个充分竞争的领域,不断有新的玩家加入来满足不断增长的多样化客户需求。未来,随着数据量不断的提升,NAND还有广阔和巨大的市场空间,一切还刚刚开始,我们的目标是星辰大海。” 倪锦峰最后表示道。

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