SSD一小步,数据存储一大步

 “这是个人迈出的一小步,但却是人类迈出的一大步。”这是阿姆斯特朗对人类首次登月意义的概括,所有的人类科技成就被铭刻在了这一瞬间。与之相比,SSD没有这样的份量,也没有这样的影响力。但是如果把考察对象聚焦在数据存储,这个相对狭窄的目标上,SSD的一小步,绝对称得上数据存储的一大步。作为数据存储最为核心的基础部件,SSD的影响是倍增的,就像亚马逊雨林中正在煽动的蝴蝶的翅膀。

如今,从PCIe的升级换代,到单盘60TB以上存储容量,再到新的EDSFF规格,这个一定由磁盘存储介质保持的标准规范,这在被新的规范打破和推翻,你可以完全不受任何陈规戒律的约束,敞开手脚,建设一个崭新的新世界,SSD创新技术的发展,正在把数据存储带到这样一个时刻,未来将何去何从?

2023闪存峰会期间,存储在线总编宋家雨特邀铠侠电子(中国)企划统括部总经理谭弘先生结合SSD技术发展,存储系统演变进行了深入的交流和探讨。

存储在线总编宋家雨(左) 特邀铠侠电子(中国)企划统括部总经理谭弘(右)先生进行了专访

宋家雨:与三星PM1743等企业级PCIe 5.0 SSD相比,铠侠CD8P系列的主要竞争优势?

谭弘:与三星PM1743 SSD同期,我们也推出了一款PCIe 5.0 SSD产品CM7,这款产品和三星PM1743定位相同,都是针对企业级SSD市场应用,从技术性能上看,二者性能相差无几,从对方官网显示的性能指标上看,我们的还稍微好一点。

这里说到的我们新推出的CD8P SSD,其定位在于数据中心,更加关注性价比,这是高端企业级SSD产品定位不一样的地方,CD8P SSD在设计结构优化的基础上,也能够达到高端企业级产品的绝大部分的功能。

宋家雨:双端口是铠侠PM7系列SAS双端口企业级固态硬盘的优势,三星PM1743也提供了双端口支持,如何看待SSD双端口设计?

谭弘:不论是SAS,还是PCIe,SSD双端口已经存在了很长时间,其主要目的是为了满足金融类用户对于稳定性、可靠性的极致追求。双端口设计意味着SSD可以实现双活,当其中一个端口有故障的时候,应用系统可以通过另外一个端口访问数据,确保硬件系统的可靠性。

目前互联网应用越来越多,它们多采用分布式架构布局,采用一种横向扩展的方式,从而减少了对SSD双端口设计的依赖。如今,铠侠在SSD设计上,仍然会保留双端口设计,去应对金融类客户的需求,但是今后市场的主流产品,类似面向数据中心场景的应用,就不会采用双端口设计,而是以性价比更好的单端口设计为主。

宋家雨:从PCIe 4.0到PCIe 5.0的演进似乎自然而然的事情,设计的主要技术难度在哪里?

谭弘:铠侠从去年开始,已经面向市场提供了PCIe 5.0企业级SSD产品,从市场的接纳度来看,我们感觉到企业级市场,特别是互联网行业用户,他们采用新产品的认证时间是比较长的,认证测试往往需要半年以上的时间。

此外,就产业生态而言,当SSD提升到PCIe5.0之后,也需要CPU、主板等配套,才能够发挥PCIe 5.0带来性能提升,这个配套周期会更长,这是我们铠侠观察到的市场的状况。

从我个人估计而言,大规模切换到PCIe 5.0 SSD可能要到明年下半年或者更晚,现在市场环境需求不是那么旺盛,有些厂商仍然有PCIe 4.0 SSD库存需要吸纳;此外,一个新技术、新产品投入市场的初期,其成本相对比较高,企业级用户对心产品的接纳度也相对谨慎,这都会成为影响PCIe 5.0 SSD产品推广的因素。

宋家雨:如今PCIe 6.0模组解决方案已经发布,PCIe 5.0 SSD会不会成为一个过度的产品?

谭弘:从PCIe 4.0到5.0,SSD性能翻倍,其中最大的变化是传输信号可靠性,也包括排线信号、以及与CPU通讯信号的可靠性,PCIe 6.0规则或者说理论上设计的速度,要比5.0快一倍,又是一倍的性能提升,但也会碰到同样的设计问题,如今在线路信号可靠性问题上,5.0都还没有非常完美,或者被市场认证解决。6.0再翻倍的话,应该是一个漫长的过程。

我个人认为,当5.0会形成市场主流以后,把5.0信号问题解决以后,才慢慢会向6.0方式去转变,因此5.0不会是一个过渡产品,SSD产品演进还会遵循一步一个台阶的规律。

另外一个,可能6.0的标准里面,其实采用了一种新数据的传输规则。原来我们是靠0、1来判断数据存储的,6.0规则里面新的数据规则,是在原来PCIe规则里面没有的。这个规则出来以后,对于数据通信的要求,原来没有实践过,新的内容出来,就需要会花更长时间设计些物理链路,也包括软件操作的验证,这个需要更长的时间。

宋家雨:在规格尺寸上,E3.S(EDSFF)和2.5英寸(U.2)各自的特点是什么?其中,E3.S(EDSFF)有没有采用40w、70w的功率版本?高功率版本带来的主要优势是什么?

谭弘:高功率SSD版本一个明显的优势在于单位服务器体积内,存储的密度更高,可以实现更高容量存储,性能也可以更高。实际EDSFF这个接口的定义,几年前就有了,在中国市场真正比较感兴趣的客户,今年才刚刚开始,其实两年多前,我们已经把E3.S产品介绍到中国市场,只是感兴趣的用户很少,当时的产品是低功耗的版本。

对于高功耗的版本,主要的瓶颈在于数据中心或机架的供电量,需要在原始设计的时候,就要考虑到配电的分配,在北美已经有一些客户在尝试性的使用40W、70W的SSD版本,他们的服务器单独定制的,机架配电也是单独定义的,像这种应用场景是可以发挥大功率SSD版本效益。

大功率SSD主要体现在.L版本,如E3.L,但长的版本(L),它也会有一个挑战,因为要把很多NAND颗粒芯片进行高密度部署,其走线会长。当发展到PCIe5.0,对信号损耗或稳定性要求非常高的,这时再把布线拉长,对信号保护、稳定性的要求就会越来越高,这是一个不利的因素。

宋家雨:除了性能之外,SSD也在向着大容量方向发展,目前市场上已经有61.44TB、75TB的版本推出,对于大容量,铠侠有哪些分析和判断?

谭弘:我觉得大容量是一个趋势,特别是从我们现在的市场上来看,其实两年前我们已经推出最大容量15TB的SSD,那时候市场接受度很差,或者基本上没有什么客户来问到。今年特别是ChatGPT爆火之后,越来越多的客户开始关心大容量SSD。

由于NAND制造所采用的3D堆叠层数越来越高,NAND颗粒容量密度水涨船高,可以预见,未来SSD盘容量越来越高,这是毋庸置疑的。但真正要把这些大容量SSD应用到市场上,还是需要需求来驱动,关键是要看到市场驱动以后,这个市场会越来越大。

从去年下半年开始,SSD单价有一个非常快速的下降,和原来硬盘之间的价格差急剧缩小,这意味着会有越来越多的客户,在选择大容量的存储介质会更加容易考虑采用SSD。这种趋势还会加速,冷数据可能还是以硬盘为主,但是对于AI训练,对有性能需求的数据应用而言,性价比越来越好的SSD会更有市场。

从目前市场情况来看,客户其实并不关心SSD的速度、带宽,客户真正感受到的是在使用软件,或者说应用反馈的速度,他们感知的是上层需求,作为SSD供应商,铠侠当然是尽最大努力去应对客户对大数据、AI等上层应用的不同的诉求,尽管这些诉求的差异很大。我对此深有感触,开始我们是把为北美市场用户设计的SSD拿到中国市场销售,但我们发现,中国国内互联网用户的使用场景和需求和北美不一样,为此,这两年铠侠开始专门针对中国互联网的一些特殊需求设计产品,来为中国市场服务。

我们希望在中国市场取得成功,为此我们也会投入更多的技术资源和服务,我们看好中国市场,有信心服务好中国市场客户。