下一代SSD主控——更快,更智能
2019/12/3現在閃存是存儲界最重要的話題,以至于純粹的存儲峰會已經沒有多少新的技術亮點了,參加的人也越來越不積極。一年一度的全球閃存峰會(Flash Memory Summit,FMS)反而成了基本涵蓋所有存儲議題的全球存儲峰會。
閃存對于存儲產業的變革作用,和AI對計算產業的變革效應差不多。
在2019年的FMS上,異軍突起的SSD主控新創公司英韌科技(Innogrit)創始人吳子寧介紹了下一代SSD主控技術。
存儲是整個半導體產業最大的分支,占了三分之一的份額。為什么存儲能持續保持高收入?因為存儲芯片是按照容量定價,而不是芯片個數定價,所以,存儲器廠商只需要想辦法把單顆芯片的容量不斷做大,甚至翻倍,確保存儲容量的增長速度快于存儲價格下降速度,就能獲得巨大收益。
而存儲容量持續增長的動力,還是來自于人類對于數據的高速需求。目前存儲產業的根本矛盾,還是存儲容量和性能的增長速度無法滿足人民群眾對海量數據的高速增長的需求。
隨著5G和4K、8K時代的來臨,我們的手機、可穿戴、物聯網、云計算數據量呈爆發式增長,2025年數據量將達到175ZB,也就是需要1750億個1TB的硬盤才能裝得下,需要造更多的閃存芯片才夠用。
5G來臨,網速很快的時候,很多數據要放到數據中心,用手機訪問云端數據速度還是很快,照片和視頻都可以在線觀看。這對數據中心SSD提出了更高的性能要求。頁面加載慢0.5秒導致銷售下降10%,0.4秒延遲造成0.44%搜索量下降。
所以還是要想辦法縮短延遲。分析一下數據中心延遲的來源,SSD、網絡、軟件是三部分,SSD最關鍵,通過NVMeOF拉近客戶端和存儲服務器的距離,可以縮短軟件和網絡的延遲。通過低延遲SSD降低SSD內部的延遲。
降低SSD延遲對SSD主控提出了新的要求,不只是支持新介質那么簡單,在數據通路和接口方面也要做出新的設計,為新存儲介質優化數據通道。通過采用XL-Flash等縮短介質延遲,控制器采用新的ECC糾錯算法縮短時間,PCIe Gen 4也縮短了數據傳輸時間。最終把延遲縮短接近10倍!
降低SSD延遲對SSD主控提出了新的要求,不只是支持新介質那么簡單,在數據通路和接口方面也要做出新的設計,為新存儲介質優化數據通道。通過采用XL-Flash等縮短介質延遲,控制器采用新的ECC糾錯算法縮短時間,PCIe Gen 4也縮短了數據傳輸時間。最終把延遲縮短接近10倍!
采用英韌科技最新的PCIe 4.0主控Tacoma后,即使IO Depth到8,延遲也只有不到20us。
延遲縮短的同時,相比TLC,新型XL-Flash SSD的IOPS增長更快。
考慮到性能和成本,數據中心的更好選擇是低延遲介質+TLC NAND混合使用,二八定律。高頻訪問的熱數據放在SCM,普通數據放在TLC或QLC。
但是冷熱數據分離又增加了用戶的工作量,要想讓事情更簡單,就需要SSD主控更加智能,自己通過人工智能(NN:Neural Network,神經網絡)算法區分冷熱數據。
所以,新一代SSD主控要更快:支持PCIe 4.0并為SCM低延遲介質做專用通道;更智能:通過人工智能對數據進行分析和加速。