電子發(fā)燒友原創(chuàng) 章鷹

3月20日，在深圳前海舉辦的2024CFMS峰會(huì)上，來(lái)自日本存儲(chǔ)大廠鎧俠CTO柳茂知表示，閃存價(jià)格出現(xiàn)上漲，今年存儲(chǔ)市場(chǎng)的發(fā)展會(huì)有一些機(jī)遇和挑戰(zhàn)，他非常期待市場(chǎng)的恢復(fù)和增長(zhǎng)。他重點(diǎn)介紹鎧俠如何部署PCIe Gen5 SSD和使用QLC SSD的愿景。

圖：日本存儲(chǔ)大廠鎧俠CTO柳茂知

PCIeSSD VS SATA SSD，有兩大優(yōu)勢(shì)

柳茂知指出，10年前，與SATA SSD相比PCIe SSD的份額很小，PCIe SSD在2020年之后主導(dǎo)了市場(chǎng)，到2026年之后它會(huì)取代SATA SSD。

SATA SSD和PCle SSD的工作原理不同。在SATA SSD中，當(dāng)用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)操作時(shí)，數(shù)據(jù)會(huì)先從硬盤(pán)讀取到內(nèi)存，然后被提取至CPU內(nèi)部進(jìn)行計(jì)算，待計(jì)算后寫(xiě)入內(nèi)存，再存儲(chǔ)至硬盤(pán)中。但是在PCle SSD，數(shù)據(jù)會(huì)直接通過(guò)總線與CPU直連，并且是以接近最大速度的方式來(lái)傳輸，這就可以省去內(nèi)存調(diào)用硬盤(pán)的過(guò)程。

眾所周知，PCleSSD稱(chēng)為NVMe協(xié)議的SSD，而AHCI協(xié)議則主要是針對(duì)SATA SSD的。NVMe的一大優(yōu)勢(shì)就是低延遲。這主要是因?yàn)榱骶€型的存儲(chǔ)堆棧，NVMe無(wú)需讀取寄存器就可以發(fā)出命令。低延遲和良好的并行性的優(yōu)勢(shì)可以讓SSD的隨機(jī)性能得到大幅度提升，在任何隊(duì)列深度下都能發(fā)揮出極佳的速度。

NVMe對(duì)固態(tài)硬盤(pán)的IOPS性能提升比較大。除此之外，對(duì)于PCleSSD與SATA SSD，兩者的AS SSD跑分速度的差距也很明顯，無(wú)論是連續(xù)讀寫(xiě)還是4K測(cè)試上面，PCleSSD都遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先SATA SSD， PCleSSD的綜合得分也高出SATA SSD三倍有余。

鎧俠引領(lǐng)PCIe5.0的部署

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柳茂知介紹道，鎧俠在PCIe SSD中的技術(shù)改變是從Gen3到Gen4、Gen5的技術(shù)轉(zhuǎn)換每一代PCIe轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)速率都會(huì)翻倍，因此從第3代到第5代，數(shù)據(jù)速率意味著接口信號(hào)的頻率快了4倍，從4GHz到16GHz。他認(rèn)為，2024年是PCIe Gen5在PCIe SSD中占據(jù)重要份額的一年。

前不久，鎧俠CM7系列和鎧俠CD8P系列NVM Express（NVMe）固態(tài)硬盤(pán)已通過(guò)PCI Express （PCIe）5.0和NVMe 2.0規(guī)范合規(guī)性認(rèn)證測(cè)試。PCIe 5.0 標(biāo)準(zhǔn)由 PCI-SIG開(kāi)發(fā)，是 PCIe 4.0 規(guī)范的兩倍數(shù)據(jù)傳輸速度和帶寬的升級(jí)版。

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在現(xiàn)場(chǎng)的鎧俠展臺(tái)上，鎧俠CM7 系列企業(yè)級(jí)固態(tài)硬盤(pán)全面展示，提供 2.5 英寸和 E3 英寸兩種尺寸。S 外形適用于讀取密集型和混合用途耐久性，容量高達(dá) 30.72 TB（僅限 2.5 英寸）。柳茂知表示，這是鎧俠的PCIe Gen5 SSD的三代產(chǎn)品，Gen5從2022年開(kāi)始使用CD7 E3S，2023年是CM7 E3和U.2?，F(xiàn)在，我們已經(jīng)開(kāi)始向許多客戶運(yùn)送CD8P資格樣品。

他分享了PCle5.0認(rèn)證例子：
1、“EOM”，“睜眼測(cè)量問(wèn)題”。問(wèn)題是系統(tǒng)和插槽之間的眼睛高度和眼睛寬度的余量和變化較小。較小的裕度是由信號(hào)線的阻抗波動(dòng)和來(lái)自其他信號(hào)線的串?dāng)_引起的。因此，在PCle Gen5 SSD測(cè)試之前，需要仔細(xì)的信號(hào)線布線、阻抗驗(yàn)證和串?dāng)_驗(yàn)證。

2、“環(huán)路測(cè)試失敗”，環(huán)路測(cè)試是連接拐角情況下的加速度測(cè)試，主機(jī)在Gen1、Gen2、Gen3、Gen4和Gen5之間頻繁更改PCIe速度，在變速過(guò)程中，重置是隨機(jī)插入的。這是一個(gè)艱難的測(cè)試，但許多客戶都會(huì)進(jìn)行如此艱難的測(cè)試來(lái)確認(rèn)SSD的穩(wěn)健性。

3、“PCIe PHY初始化超時(shí)失敗”，PHY代表接口的物理層，在這一部分中，PHY是高速模擬數(shù)字化轉(zhuǎn)換電路，具有多個(gè)旋鈕來(lái)整形信號(hào)，主機(jī)和SSD握手來(lái)訓(xùn)練波形整形濾波器，這需要幾十毫秒，原始PCIe PHY初始化超時(shí)值為20ms。

鎧俠Gen5 SSD被設(shè)計(jì)為在100ms內(nèi)完成初始化，因此主機(jī)和SSD設(shè)計(jì)不匹配導(dǎo)致超時(shí)故障，這些是使用PCIe Gen5 SSD的關(guān)鍵檢查點(diǎn)。

此外，他還重點(diǎn)分享了QLC SSD的市場(chǎng)前景。去年，固態(tài)硬盤(pán)供應(yīng)商因內(nèi)存市場(chǎng)形勢(shì)而遭遇價(jià)格下跌。低價(jià)導(dǎo)致NL HDD和SSD之間的價(jià)格差距縮小了，而且低價(jià)有助于市場(chǎng)從NL HDD轉(zhuǎn)移到SSD。而NL HDD向SSD切換，能節(jié)省IT支出。

他指出，通用服務(wù)器的成本結(jié)構(gòu)，存儲(chǔ)設(shè)備占15%，CPU占18%，內(nèi)存占37%，建議客戶全面考慮總成本15%的存儲(chǔ)設(shè)備最大限度提高性能。生成式AI正在快速發(fā)展，但是DRAM的容量無(wú)法完全滿足生成式AI存儲(chǔ)需求，閃存則可以提供更大容量的支持。伴隨AI服務(wù)器的需求暴增，鎧俠認(rèn)為QLC SSD將會(huì)越來(lái)越多被采用。