近日，上海宝存信息科技有限公司（以下简称“宝存科技”）在2023闪存峰会上展示了其最新技术与创新解决方案，具有多年企业级存储与NVMe Flash控制器产品研发经验的存储老兵——宝存科技产品研发副总姜海，以“加速企业存储的优化与创新”为题，深入分析了中国企业级SSD市场趋势，当前SSD设计方面存在的挑战，以及宝存科技、慧荣科技相应的解决之道，充分揭示了企业存储优化与创新的必要性和可能性。
宝存科技扎根于中国本土，2015年被慧荣科技收购后，曾推出业界首款3D闪存单卡，容量达全球最大12.8TB。近年来不断输出高性能企业级SSD固态存储解决方案，到底什么样的主控平台方案能够加速SSD的竞争力、加速存储创新？什么是宝存科技持续创新的驱动力？一探究竟。
企业级SSD市场趋势
存储技术在不断演进，NVMe正逐渐成为新时代的焦点。谈到SSD市场，姜海提到，国产SSD各方面技术在崛起，挑战不断加强，价格竞争激烈，除了传统高性能之外，还需要相应的QoS/延迟的支持，分区性能隔离，以及SR-IOV应用的支持。
随着盘的容量增加，SSD性能要以线性增长，还要考虑能源效率、双碳目标。PCle Gen4 SSD大家以为是很短命的一个产品，现在因为各种因素的叠加，寿命变长。PCle Gen5 SSD从今年开始引入市场，上量要到2025/2026年。数据中心整体来看，面向应用的优化，包括ZNS、FDS，CXL SSD、存算方面，在BATT的性能和容量上产生了很多细分，除了标盘、定制盘之外，包括Formfactor方面U.2在国内有比较广泛的接受度，市场细分增强，包括E1.S，E3.S, 容量从2T到4T， 再到8T，这是未来主流，高容量16T、32T，这部分会以QLC探索为主。
SSD设计面临挑战
SNIA对NVMe SSD应用类型做了分类，每种细分市场上都有自己的特点，终端细分市场的NVMe SSD的要求越来越复杂，包括功能、创新架构等等，让数据中心的SSD不再“简单”，企业级的存储也变得越来越“困难”。其他的部分不同就是有ZNS，宝存科技曾推出 OpenChannel SSD，后来慢慢切到ZNS，数据中心方面，大家在美国闪存峰会看到了FDP的探索，对比不同的生态，比如ZNS生态比较弱，大家需要投入更多的精力，FDP对上层的生态建设容易一些，快速一些，但都在探索之中。OCP SPEC2.0有300多项，每一项都有自己的特点，甚至有点变速，需要进行调整。企业与云数据中心的大多数应用程序最关心性能和多Namespace下的QoS隔离控制。
外形与功耗规格呈现多样化。一个盘要保证性能的同时，还有稳定性、可靠性的要求，环保、各种指标以及灵活的功耗控制。不同的NAND，迭代次数越来越多，其他部分涉及DDR4、DDR5的迭代，包括盘性能调优的挑战，可靠性的保证，还有功能等多维度的支持，大家的开发资源和投入非常大。
如何通过一个平台来解决这些问题，减少产品上市前的投入时间和成本？
宝存/慧荣创新技术赋能企业用户
SMI慧荣科技在主控能效把控方面具有优势，NAND方面，其主控产品线分布广泛，涉及NAND闪存的特性提取、NAND算法、纠错引擎以及FTL的算法集成，整体上可兼容未来NAND最高性能。此外，其定制能力通过了市场的充分检验。
值得一提的是，SMI MonTitan企业级控制器平台，具有支持数据中心和企业存储的丰富功能。采用固件定义、硬件加速架构的方式，通过性能整形、功耗整形引擎实现调优。从设计上，让芯片尺寸适合于所有外形的尺寸。
姜海提到，企业级主控最核心的部分有两块，第一是属于控制平面和数据平面的切分，第二是固件和硬件能力边界的区分。例如，有一些主控是以固件操作为主，它的好处就是因为固件掌控，对标准的演化各方面支持很好，可控性很高，但是为了达到比较好的效率，需要很多CPU的核，功耗较高，也比较贵。另外一种路线是主控以硬件加速为主，性能、功耗表现较好，但可定制化能力弱，新的标准需要定义时主控就需要重新修正。
设计主控时对边界进行量化的分析和模拟，有四个好处：第一，统一固件的编程模型，第二，不管新的标准如何演化，固件可以向未来兼容；“大家在做SSD时要调功耗、调性能、调QoS各方面纬度折中的时候，我们有便利的设施进行操作；客户的定制要求可以比较迅速地进行配置和满足，”姜海表示，其团队研发的固件支持模式有三种：Turnkey、Layered、SDK。SDK开发自由度较大，但投入的资源比较高，开发上市的时间比较长；Turnkey上市时间快，但可定制化的时间比较少；Layered即保证上市时间的同时，还可以保证相应的自由度和灵活度。分层固件架构，由底层的硬件框，中间用于隐藏ASIC的实现细节和复杂度的硬件抽象层，以及最上面的SSD算法核心层（包括FTL、包括控制和管理）组成。松耦合的层次组合形式允许企业用户覆盖或修改相应的模块，从而实现定制化。
“我们在QLC方面做了相应的探索，结合ZNS基本上是解锁QLC的成本和容量优势，以及用ZNS的加持，成本进一步减少，功耗、性能、耐久度上符合数据中心的诉求和要求。”姜海表示，所有东西都离不开强大的本土化的支持。希望与业界同仁共谋行业发展与创新之道。
写在最后
从2011年至今，宝存科技提供了诸多标准化NVMe SSD，以及定制化Open Channel SSD 企业级固态存储产品，持续帮助企业用户优化IT系统架构与性能，实现降本增效。期待看到宝存与慧荣在后续行业应用方面的更多创新成果。
