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                中國數據存儲服務平臺

                專注差異化發展,英特爾NAND存儲發力數據中心領域

                2020年10月20日,SK海力士突然宣布將收購英特爾NAND SSD業務、NAND部件和晶圓業務,包括中國大連的NAND閃存制造工廠(Fab 68),英特爾只保留基于3D Xpoint的傲騰業務線。

                專注于傲騰對于傲騰固然是好事,但對于要出售的NAND業務,其未來發展會怎樣?一直在使用英特爾NAND產品的廣大企業用戶該怎么辦呢?加入SK海力士之后,英特爾NAND SSD業務以怎樣的角色為SK海力士釋放更多價值呢?

                理解這些問題的答案關鍵在于,要認識到英特爾NAND存儲對于數據中心市場的優勢,以及SK海力士對于未來數據中心市場前景的態度。

                出售NAND SSD業務的深層思考

                帶著種種疑問,DOIT采訪了英特爾NAND產品與解決方案事業部中國區銷售總監倪錦峰。其實,從倪錦峰本人的頭銜就能看到NAND業務目前在英特爾內部已經相對獨立開來。而在談到未來發展時,倪錦峰在言語間還是充滿了期待。英特爾數據中心NAND SSD業務可以幫助SK海力士在數據中心市場上獲得更大市場。

                從英特爾的角度來看,以IDM的方式輸出大量以CPU為主的芯片,從設計到生產制造的過程,包括定價都相對可控,對于廣大用戶來說,意味著有穩定的價格和穩定的供給。然而NAND SSD受市場行情影響較大,前不久,受挖礦影響,部分SSD價格短時間內出現大幅波動。

                這或許是英特爾剝離NAND SSD業務線的一個原因。倪錦峰表示,即使NAND業務線脫離英特爾,未來也將繼續與英特爾保持緊密合作關系,用戶不需要擔心產品線的延續問題。

                專注于數據中心市場的差異化發展路線

                在此次采訪中,DOIT記者還了解到了英特爾NAND SSD的差異化優勢,以及這些技術優勢如何在數據中心市場上轉變為競爭優勢,也意識到了英特爾SSD業務產品線將進一步把SK海力士帶入數據中心NAND SSD市場,進入更廣泛的市場空間。

                與其它主流NAND SSD大廠相比,英特爾一直以來都更專注于數據中心NAND SSD產品線,在數據中心NAND SSD技術上有更大的發展前景,也有更大的市場發展空間,英特爾在技術路線上選擇的浮柵技術最能體現這一點。

                浮動柵極技術(Floating Gate)是英特爾多年來堅定不移在走的一條技術路線,雖然工藝相對復雜,但英特爾選擇浮柵技術看中的是其較強的數據留存能力,也就意味著浮柵技術就能更好地發展QLC甚至PLC技術,以滿足數據中心市場的多樣化需求。

                作為在NAND技術領域研究了十幾年的老司機,英特爾是業界第一個推出64層 TLC SSD的廠商,同時,英特爾也于2018年率先在數據中心市場上成功推行了QLC SSD,這也正是技術實力和市場影響力的一個體現。

                磁盤的重點是提升容量,NAND SSD本身有性能優勢,其發展方向也是要有更大容量,做法有兩種,一種是增加層數,比如英特爾最新的QLC NAND做到了144層。另一種則是增加每個Cell的比特位,也就是從MLC到TLC再到QLC甚至PLC的演進路線。

                從倪錦峰的介紹中了解到,NAND層數的增加要伴隨著單位Cell比特位技術的演進。

                這是因為,隨著層數的增加,層數提升的相對收益比率在降低,從48層提升到96層提升了100%,而從96層提升到144層則只提升了50%。提升效果降低的同時,生產制造工藝的難度在提升,生產周期在拉長,如果不增加單位Cell比特位,那么層數增加得到的收益會非常低。

                英特爾在用各種方案將更有成本優勢的高密度NAND存儲推向市場,除了144層的NAND技術,還有QLC甚至PLC這種單元技術,還有更高密度的外殼方案,比如EDSFF,常見的就是Ruler這種尺子外形的SSD盤,以盡可能少的空間占用提供更高存儲密度。

                英特爾技術專家則從技術角度介紹了NAND技術上的核心優勢。

                在面密度方面,英特爾在浮柵加上CuA(陣列下的CMOS-CMOS under Array)的加持下,對比替換柵極技術(Replacement?Gate)中浪費掉資源,其面密度最多提高10%,容量更大,每個晶元能產出更多容量,制造效率會更高。

                在可靠性方面,英特爾的垂直浮柵閃存單元設計非常特殊,上圖可見,單元與單元之間是分隔的,好處是單元與單元之間的干擾會少很多。此外,由于一個單元之內存儲的電子數量比較多,這對于防止漏電,提升控制能力也是有作用的。

                基于在面密度以及數據保持能力上的差異,浮動柵極和替換柵極兩種技術路線的差異則更加明顯,英特爾所選擇的浮動柵極能做到更高密度的裸片,也就是適合數據中心大容量、高密度存儲,反之,替換柵極更適合做低密度裸片,做小容量的低密度存儲。

                在可靠性方面,浮動柵極相對于電荷捕獲閃存單元的數據保留率也更高,能更好的應對MLC到TLC到QLC甚至PLC帶來的數據可靠性問題。

                雖然浮動柵極的技術優勢非常明顯,但由于生產工藝相對復雜,所以,并不是所有廠商都選擇浮動柵極。

                從市場來看,一些選擇其他方案的廠商其關注重點并不是數據中心市場,有些場景中根本不需要QLC或者PLC,大部分TLC就能滿足其需求,而英特爾選擇則是少數專注于數據中心市場的廠商所選擇的技術路徑。

                新技術集大成者——采用第三代QLCD5-P5316

                D5-P5316有許多黑科技加成。首先,憑借NAND介質技術的改進和固件層次上的優化,D5-P5316的耐久性比其它QLC NAND高4倍,英特爾技術專家指出,從實際應用來看,像D5-P5316這類QLC盤的壽命在實際應用部署中并不是問題。

                性能方面,D5-P5316有著與TLC NAND固態盤相當的PCIe 4.0讀取帶寬,能達到最高7GB/s,跑滿PCIe 4.0。

                英特爾技術專家表示,許多用戶并不關心單盤讀寫帶寬或者是IOPS表現,而是更在乎時延和服務質量,英特爾在此前許多SSD設計中就關注時延和服務質量,在歷代產品中不斷迭代和完善,而現在,D5-P5316有著與TLC NAND固態盤幾乎一致的時延和服務質量,與第一代QLC固態盤相比,時延縮減了48%。

                D5-P5316的主要參數配置信息

                憑借長期積累和英特爾的品牌實力,D5-P5316在質量和可靠性方面以及成熟度方面的表現也不應該成為問題。英特爾技術專家介紹道,英特爾NAND SSD的迭代中每次只迭代介質或者控制器,每次升級都只有一個變量,以確??煽啃院驮O計難度在可控范圍內。

                作為D5系列容量型SSD的一員,D5-P5316能滿足大規模溫存儲需求,單盤30.72TB的容量配置大大提高了存儲密度,無論是按照提供的容量還是性能來算,都有利于減少數據中心空間占用,最多可將存儲空間占用減少20倍。

                按照塊大小和讀寫比例分配情況,英特爾QLC PCIe NAND固態盤適用的場景有以上幾種,包括AI、云存儲、超融合、大數據、CDN以及HPC等場景,適用范圍還是非常豐富的。

                結語

                廣大用戶應該注意到英特爾NAND SSD是最專注于數據中心市場的SSD產品線,這既總結了過去,也為其接下來的發展埋下了伏筆。

                英特爾NAND SSD業務被出售或許是最好的安排,英特爾可以更專注于有差異化價值的傲騰,SK海力士因為獲得這一產品線在數據中心市場獲得更多市場份額。

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