美光加速AI存储演进，276层3D NAND再创闪存新高度

2024年以来，AI热潮一直居高不下，这对存储设备的性能要求也日益提高。存储厂商的步伐明显加快了起来，2024 年7月31日，美光针对AI和数据中心推出了两款SSD产品，其中一款SSD融入了美光最新的G9 NAND技术，成为业界首家实现这一里程碑的厂商之一。
 
美光作为全球领先的存储厂商，其产品动向往往预示着整个行业的发展趋势。在美光看来，AI时代下，SSD有两大主要的发展趋势：
 
※一个是需要更大的NAND裸片密度，这有助于推动更大容量的SSD，使系统构建者能够设计更多的服务器，以便拥有更大的容量或将更多的GPU或CPU放入服务器中。鉴于此，特别是随着人工智能的发展，GPU直接存储的能力变得愈发重要。因此，美光与NVIDIA紧密合作，确保包括9550 SSD在内的产品能够与GPU直接存储兼容。
 
※另一个关键点是效率，即每瓦性能。美光认为，在这个全球都关注气候和可持续性的世界里，这一点非常重要。因此，在提升效率上，美光投入了大量的工作和时间。
 
围绕这两点，美光在SSD领域进行了大胆创新，推出了满足不同客户需求的丰富产品线。通过对NAND闪存进行多样的配置和组合，美光不断拓展SSD产品的容量和性能边界，为数据中心等关键行业提供更具针对性的解决方案。
 
9550 NVMe SSD，为AI而生
 
美光科技推出的数据中心9550 SSD，正是为满足AI这一市场需求而生的。作为美光首款PCIe 5.0数据中心SSD，9550 SSD不仅性能卓越，而且在设计上充分考虑了数据中心的实际应用场景。
 
 
 
据美光存储事业部产品管理总监Bill Bollengier介绍，这是美光首款PCIe 5.0数据中心SSD，也是首款基于E3.S的SSD。为了适应数据中心环境的复杂性，9550 SSD提供了多种规格和容量选择。
 
他们分别是E3.S（1T）的7.5mm版本，以及U.2版本（即2.5英寸、15mm版本）和E1.S的15mm版本，用户都可以根据自身需求选择最合适的型号。此外，从4TB到32TB的容量范围，美光提供从4TB到32TB的多种容量选择，分别属于9550 PRO型号和9550 MAX型号，为客户提供了灵活多样的选择。
 
美光通过采用多种行业标准规范来简化9550 SSD的设计，以及整合自有ASIC、NAND、DRAM和固件，实现了9550 SSD的高性能和高效率。
 
具体而言，9550 SSD9550 SSD整合了美光的自主部件，采用了美光的G8 NAND。遵循英特尔的“Tick-Tock”模式，选用的NAND已在市场上使用约一年时间。除了采用美光自有的控制器和NAND外，9550 SSD还配备了美光的DRAM，并使用了美光设计和开发的固件。它还搭载了美光新款控制器，该控制器基于美光的架构，是其核心的新组件。
 
得益于美光的独特的设计，以及自有部件如控制器、NAND等的加持，9550 SSD在数据中心领域展现了出色的“四角性能”，包括顺序读取、顺序写入、随机读取和随机写入。
 
在保证高性能的同时，9550 SSD还注重提升能效。这对于日益关注数据中心能耗问题的用户来说无疑是一个好消息。9550 SSD针对各种AI工作负载进行了优化，它提供了惊人的 330 万 IOPS。美光9550 SSD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%。此外，美光 9550 SSD 还为 NVIDIA Magnum IO GPUDirect Storage提供了高达 34%的更高吞吐量。
 
除了卓越的性能和灵活的配置，9550 SSD还具备众多常用的SSD功能和安全特性。在数据安全方面，美光支持所有最新的行业标准。Bill Bollengier还表示，对我们而言，支持站点证书等功能也非常重要，这些功能是DICE的一部分。这为我们的客户提供了额外的安全保障，确保他们使用的是真正的美光SSD，并且如果我们有任何固件更新，固件都来自美光。并不是所有厂商都能做到这一点，但这是我们超越同行的领域之一。
 
Bill Bollengier认为，受益于AI需求的提升，当前存储行业正经历着与行业相同的趋势，即需求与前一年相比大幅增长。因此，行业对SSD的需求很强劲。美光也会视行业需求，做出必要的生产决策。9550 SSD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，确保了产品的质量和可靠性。
 
第九代NAND闪存技术产品量产：276层，数据传输速率3.6GB/s
 
近年来，NAND为了实现更高的存储容量，走向盖高楼的大势，业内也比较关注最高能盖多少层。
 
但在美光存储事业部 NAND 产品生命周期管理及应用工程总监Daniel Loughmiller看来，随着3D NAND层数的增加，层数的重要性越来越低，因为客户并不会直接要求我们具备特定层数，而是会提出对性能、能效和NAND设备密度的具体需求。所以这些才是真正成为美光所关注的焦点。
 
回看前几代3D NAND产品，美光的G7 NAND有176层，G8 NAND增加到了232层，到G9 NAND层数更是达到了276层，又增加了40多层。Daniel Loughmiller表示，随着层数的增加，每增加一定数量，总百分比就会减少。关于3D NAND未来发展的问题，我认为层数并非决定性因素。NAND行业在过去几年经历了一些衰退，这并不令人意外。我们目前正在研究多项前沿技术，并预计层数将继续增加。
 
从性能上来看，相较于前代产品，G9 NAND的数据传输速率提升了50%，达到惊人的3.6 GB/s。这意味着，无论是数据密集型工作负载还是对响应速度要求极高的应用，G9 NAND都能提供出色的数据读写带宽。
 
 
在带宽方面，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%。这些优势共同提升了 SSD 和嵌入式 NAND 解决方案的性能与能效。在密度方面，G9 NAND的密度提高了73%，并且封装尺寸更小，端口面积比其他产品小28%。
 
这些优势使得G9 NAND不仅适用于数据中心SSD，还能够广泛应用于客户端SSD、汽车电子、嵌入式系统以及移动设备等领域。

客户端SSD是G9 TLC NAND首次出货将投入的应用领域。具体是指，美光2650 NVMe SSD是G9 TLC NAND技术的首款商用产品。在G9 TLC NAND技术的支持下，这款SSD在PCMark 10等行业标准测试中表现出色，与竞争对手相比，性能提升了38%，带宽提高了36%，平均访问时间降低了40%。这充分证明了G9 NAND在提升SSD整体性能方面的巨大潜力。2650 SSD提供256GB到1TB的容量。
 
“G9 NAND的发布彰显了美光的专业知识和创新能力。这款集成解决方案为数据中心运营商带来了业界领先的性能、能效和安全性。我们非常兴奋，因为美光率先将G9 NAND实际应用于SSD。”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。
 
结语
 
美光此次发布的两款SSD产品，充分体现了公司对AI时代存储技术发展的深刻洞察。通过持续的技术创新，不断推动SSD产品向更高性能、更大容量、更高能效的方向发展，美光为AI和大数据应用提供了更加坚实的基础。