三星探討存儲產業前瞻性技術,洞察全球存儲市場先機。

在CFMS2023中國閃存市場峰會上,三星副總裁、NAND產品企劃組總經理Kyungryun Kim(金經綸)先生,以《閃存再進化 邁向新紀元》為主題發表了重要演講,揭示了三星對存儲產業未來發展的深度思考,以及三星基於這些思考進行了哪些前瞻性佈局。

三星:2030年全球人均將擁有10個聯網智能設備,元宇宙、自動駕駛和機器人增速可觀

近年來全球發生的巨大變化,推動了智能設備和網絡技術的快速發展,迎來信息數據爆炸式增長,世界正在進入一個超現實、超連接的全新時代。

在這個智能網絡系統中,智能終端通過高速網絡互相連接。

三星表示,過去十年間,接入網絡的設備數量以每年15%的增速快速增長。

那麼到2030年,全球大約會有760億個電子設備會通過超連接的方式互聯,這意味著全球每人將擁有大約10個聯網智能設備,而發達國家這一數字將會更高。

三星預計三大新領域:元宇宙、自動駕駛和機器人的增速將十分可觀,年化增長分別為67%、31%和35%。

不僅萬物互聯將在新領域中延續下去,互聯設備還將產生海量的信息數據,由去年的79ZB提升到2025年的181ZB。

三星探討存儲產業前瞻性技術,洞察全球存儲市場先機。

三星基於深度思考,佈局高能效、智能化的SSD存儲解決方案

那麼在數據信息快速增長的背景下,為了保障各地數據中心的正常運營,全球需要消耗龐大的電能和土地資源,因此如何使得數據中心的運營更加低碳環保,是人類共同體需要共同面對的問題。

三星基於這些思考,正在提供節能高效高容量的閃存解決方案,使得存儲更加智能的同時,能效表現更優異。

譬如三星PM1743作為PCIe Gen5固態硬盤,相較前一代三星SSD,運行速度快兩倍,能效提高40%。

重要的是,PM1743采用了Telemetry(遙測技術)和Tenant isolation(租戶隔離技術),增強了SSD自我監測的能力和新一代的安全特性。

改進後更智能的SSD,提高了存儲系統的整體性能,並大大降低運營成本。

PM1743已經在英特爾和AMD運行的主要PCIe Gen5平臺上進行了兼容性驗證。

另外,三星的SAS 24G產品性能約是前一代12G的兩倍,能效也顯著提高了31%。

三星為了應對快速增長的AI/ML工作負載,還推出基於CXL協議的』Memory- Semantic SSD』,其隨機讀取性能比傳統SSD提高20倍。

針對小型資料區塊的讀寫速度,可以允許對存儲在NAND中的數據進行小單元的訪問。

需要注意的是,大多數AI工作負載時,傳輸數據使用的是64B或128B的小數據,而大多數SSD使用4KB進行讀寫,這對於機器學習應用程序而言顯然是浪費的。

為了解決這個問題,』Memory- Semantic SSD』內置內存作為緩存,支持通過訪問內存的方式在存儲設備上讀寫數據。

三星移動端UFS4.0已量產,1mm 規格下封裝 1Tb 超大容量

三星的移動端UFS4.0已量產,UFS4.0 不僅性能堪比 PCle 4.0,而且更重要的是能效將更加可觀。

減少30%的能量消耗的同時,UFS4.0隻用1毫米的超薄規格,就能封裝驚人的1Tb 超大容量,這些改進將使得 UFS4.0改變移動領域。

三星認為,3D NAND的物理縮放技術、邏輯縮放技術和封裝技術正在發生變化

三星表示,目前基於3D NAND數據存儲能力正在不斷提高,這種演變發生在三個細分的技術領域:物理縮放技術、邏輯縮放技術和封裝技術。

首先是物理縮放技術如橫向或垂直收縮,減少單位存儲單元的大小,用於提高性能和降低成本。

其中包括垂直堆疊技術,添加更多WL堆棧,從而增加內存單元的數量。

以及Cell on Peri技術,簡稱COP,通過把外圍電路放在存儲單元下面,減少矽面積從而增加存儲密度。

其次是邏輯伸縮技術,例如QLC技術使得每個單元存儲4位,相比TLC存儲密度提高33%,以便SSD可以保存更多的數據,保持輕便緊湊並節省成本。

封裝技術也是不容忽視的關鍵技術,這是開發高容量產品的關鍵,三星已經有能力批量生產32Die堆疊封裝。

三星表示,通過這三大技術不斷探索高容量SSD,預計未來十年單顆SSD的容量可高達1PB。

三星正在準備更強大的第二代智能SSD


毫無疑問,三星正在追求更高的智能化,三星表示最近正在大量生產的8TB和16TB的大容量產品,支持Tenant共享。

目前,主機使用虛擬化成來調度每個用戶的作業,以保證獨立QoS服務質量,而這相當於在消耗主機的計算資源。

而在三星PM1743上,硬件支持多Tenant功能,可為每個Tenant提供隔離技術,就像每個Tenant都有一個獨立的SSD。

通過這一技術,三星SSD有效節約了主機的計算資源。

為了應對數據量的爆炸性增長,三星還在持續開發『近數據處理(Near data Processing)』技術,以便在更近更快地處理數據。

三星表示,自2018年進行智能SSD的共同開發,並於去年開始量產,今年正與合作夥伴一起準備更強大的第二代智能SSD,支持PCIe 4.0和FPGA。

FPGA包含了Arm核,可以通過軟件實現加速功能。

通過這一點,三星確認了SCAN的性能比隻使用CPU的傳統方法提高了6倍。

而智能SSD的到來,將為三星的客戶帶來新功能,幫助客戶降低運營成本。

三星研究如何使QLC產品獲得TLC體驗:將熱數據在SLC和TLC中處理,冷數據在QLC中處理

三星還預計QLC技術將繼續發展,為了迎接QLC的崛起,三星正在積極進行研究和開發,並推出QLC產品。

其中一個研究領域,涉及智能存內分層,三星研究將熱數據在SLC或TLC中處理,而冷數據在QLC中處理。

通過這種無縫集成技術,使三星的QLC產品能夠以QLC的容量提供TLC的用戶體驗。

三星相信,更智能的用法將使QLC技術成為主流。

同時,三星呼籲新技術需要與存儲生態系統緊密結合,需要產業鏈企業互相合作。

三星也正努力與更多合作夥伴建立存儲標準,一同加快這一生態系統的發展建設,一同見證超連接世界中閃存帶來的創新應用。

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