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根據(jù)IDC發(fā)布2021年全球服務器市場追蹤報告，2021年用戶對數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的投資持續(xù)上漲，全球服務器市場出貨量和銷售額分別為1353.9萬臺和992.2億美元，同比增長6.9%和6.4%。
服務器市場的擴張必然伴隨著服務器技術(shù)架構(gòu)的升級，很明顯的一個變化就是SSD越來越受到歡迎。主流的服務器基本都已采用SSD（被劃分為企業(yè)級SSD），不過，服務器所使用的SSD也在不斷面臨新的挑戰(zhàn)。AI、5G、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的滲透，使得對數(shù)據(jù)存儲及實時處理的需求日益增高。這就需要SSD必須以更快、更智能、更可靠的姿態(tài)才能勝任新時代的存儲任務。
新服務器需要新企業(yè)級SSD?
從行業(yè)發(fā)展的觀察看來，當代服務器有兩個明顯的發(fā)展趨勢，一是用于高速運算的服務器針對AI等各種算法需求大量增多，對于存儲提出了更高性能的需求；二是在5G標準商用之后，連接密度和流量密度的倍增都帶來更快傳輸速度和更低延遲的需求?！艾F(xiàn)在已經(jīng)進入一個5G與AI結(jié)合，云邊協(xié)同運作的時代?！比A存電子技術(shù)總工程師魏智汎判斷。
AI技術(shù)使得服務器將要面向視頻監(jiān)控、圖像處理、自動化客服等更垂直的領(lǐng)域，而5G帶來的是通信基礎(chǔ)設(shè)施、遠程管理模式以及連接模式的轉(zhuǎn)變，這使得服務器已經(jīng)脫離了人們過去刻板的認知。
一個顯著的變化是，數(shù)據(jù)過去都會傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心進行計算，但是5G時代情況則有所不同?！皵?shù)據(jù)將會傳輸?shù)礁咝艿倪吘壏掌魃?，這個邊緣服務器可能存在于任何地方，比如在你的家中、你的汽車上，或者是在5G基站中，經(jīng)過計算再把相關(guān)的結(jié)果返回給你?！蔽褐菤硎?。
業(yè)內(nèi)人士預測，未來幾年計算場景最大的變化，將是邊緣計算的崛起。如果說，云計算直接拉動了服務器市場的增長，AI和5G帶動的邊緣計算將使得數(shù)據(jù)計算和高效存儲的需求量呈指數(shù)級別的增長。
在這種背景下，企業(yè)級SSD的滲透率不斷提升，因為其具備優(yōu)異的讀寫性能以及延遲特性，能滿足新型服務器更低延時和更快傳輸能力的需求。谷歌、亞馬遜、Facebook、阿里云、百度、騰訊等主流云計算廠商都將企業(yè)級SSD視為大數(shù)據(jù)運用場景下的最優(yōu)選擇。
魏智汎認為，雖然服務器對應的場景有所不同，有的可能偏重效能，有的可能要求容量，但是對SSD有著共同的需求，那就是更高的傳輸速率、更高的穩(wěn)定性和更低的能耗。
正因為如此，新一代的SSD傳輸接口總線標準PCIe 5.0應運而生。相比于相較前代PCIe 4.0的16GT/s，PCIe 5.0 將信號速率翻倍到了32GT/s，極高的信號速率，使得PCIe 5.0能夠更好的支持對吞吐量要求高的高性能設(shè)備，如用于AI的GPU，網(wǎng)絡設(shè)備等。
隨著服務器對PCIe SSD支持越來越成熟，企業(yè)級SSD將成為PCIe增長最快的領(lǐng)域之一，而PCIe 5.0的發(fā)布無疑將加速這個過程。
正是看中PCIe 5.0將成為全球未來五年市場潮流，華存電子早在2018年就開始提前布局，經(jīng)過不懈努力，終于在2021年10月流片了國內(nèi)第一顆企業(yè)級PCIe Gen5 SSD主控芯片，并在2022年初取得流片成功。此技術(shù)成果面向數(shù)據(jù)中心與服務器市場，打破國外壟斷，填補了國內(nèi)空白。
三大革新釋放PCIe 5.0潛力
華存電子推出的PCIe SSD控制芯片HC9001是根據(jù)海量數(shù)據(jù)處理需求下的云/邊/端的存儲使用場景而研發(fā)的，使得企業(yè)級SSD產(chǎn)能可以在PCIe 5.0標準下發(fā)揮最大能效。
這枚芯片獨創(chuàng)硬固件融合XSDirectA (eXcellent-Scheduling & Direct-Arrival)架構(gòu)，融合自研的第二代4K-LDPC閃存糾錯算法，以兼顧提升QoS質(zhì)量與傳輸速率峰值；加入國密算法與AI調(diào)適功能，層層加固安全升級，提升數(shù)據(jù)安全存儲能力，構(gòu)建更多元的全國產(chǎn)化存儲主控芯片。
XSDirectA架構(gòu)是華存電子獨創(chuàng)的架構(gòu)，其主要優(yōu)勢在于SSD的固件在250ns內(nèi)就可以處理完4KB的資料指派，相關(guān)信息與數(shù)據(jù)可以直接到達SSD盤內(nèi)固件所指定位置，由協(xié)議端的QoS來看，這是一個透明可控的SSD裝置，可以通過NVMe協(xié)議，獲知SSD的運作與健康狀態(tài)。
當前全社會都在倡行節(jié)能減排，作為能耗大戶的服務器自然首當其沖。魏智汎表示，PCIe 5.0標準提升了傳輸速率，為了不讓SSD能耗也隨之大幅提升，華存電子發(fā)明了創(chuàng)新 iPower架構(gòu)。這種架構(gòu)利用監(jiān)控算法，降低由SSD所造成服務器內(nèi)的無效功耗，可實現(xiàn)PCIe 5.0最佳的每單位功耗的傳輸效能。并且，HC9001結(jié)合SSD盤內(nèi)與芯片的傳感器，智能算法動態(tài)調(diào)整，控制SSD所產(chǎn)生的熱能，可控制溫度精確度到0.1攝氏度。
保存數(shù)據(jù)的完整性和正確性也是SSD主控的主要使命，HC9001配備的創(chuàng)新第二代LPDC (Low-Density Parity-Check)糾錯算法架構(gòu)專門針對于此。該架構(gòu)的主要優(yōu)勢在于使SSD的UBER會低于10(-17)，MTBF可以大于2百萬小時，DWPD=1.0@5年，以AI算法來學習與預測環(huán)境變化，維持住協(xié)議端QoS的期待值。
HC9001是華存電子花費了4年心血打造而成，其研發(fā)歷程中也克服了重重挑戰(zhàn)。“最大的挑戰(zhàn)就是你要做PCIe 5.0企業(yè)級SSD的時候，架構(gòu)必須要重新打造。”魏智汎說。
他解釋道：“我們在18年研發(fā)前期的時候，業(yè)界基本還都停留在PCIe 3.0舊架構(gòu)上，而我們只是一個初創(chuàng)公司，沒有足夠的人力去同時研發(fā)舊架構(gòu)和新架構(gòu)的企業(yè)級SSD產(chǎn)品，因此要面對開發(fā)新架構(gòu)所遇到的種種未知挑戰(zhàn)。”
好在華存電子有一個優(yōu)秀的研發(fā)團隊，成員都有15年以上的研發(fā)經(jīng)驗，按照代際之間演進的規(guī)律，不斷進行技術(shù)細節(jié)推敲，終于攻克了難關(guān)。
雖然 PCIe 5.0 標準剛剛起步，但從目前來看，市場對其保持著十分積極的態(tài)度，尤其是企業(yè)級 SSD 市場的呼聲最高。魏智汎認為，隨著國內(nèi)外業(yè)界支持PCIe Gen5的CPU和平臺快速推出，未來PCIe 5.0生態(tài)的構(gòu)造成熟和SSD滲透率肯定會急速提升。
據(jù)他透露，HC9001開發(fā)一切順利，工程樣片已經(jīng)在12代酷睿的主板上跟CPU通過PCIe 5.0實現(xiàn)連接，最終產(chǎn)品將在今年下半年實現(xiàn)量產(chǎn)。
繼續(xù)擴大產(chǎn)業(yè)鏈朋友圈
由于新標準的推出，PCIe市場正處在快速發(fā)展期。據(jù)相關(guān)機構(gòu)預測，2021-2025年全球PCIe市場將增長21.7億美元，預測期內(nèi)CAGR將超過22%。根據(jù)艾瑞咨詢發(fā)布的報告，2020年我國企業(yè)級固態(tài)硬盤市場規(guī)模為161億元，其中PCIe固態(tài)硬盤占市場總規(guī)模的比例約為59%，已超過SATA及其他類型的企業(yè)級固態(tài)硬盤。
華存電子目前在SSD市場已經(jīng)取得不錯的成績。面向PC市場的PCIe固態(tài)硬盤產(chǎn)品和面向智能家電市場的eMMC產(chǎn)品已經(jīng)實現(xiàn)了大批量市場斬獲。經(jīng)過過去4年的技術(shù)沉淀與客戶服務，華存已在物聯(lián)網(wǎng)和桌面端領(lǐng)域獲得廣泛認可，訂單轉(zhuǎn)向大批量供應。
針對這次推出的最新主控HC9001，華存電子不但在產(chǎn)品本身上精打細磨，還在同更多產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)緊密合作，希望取得更多突破。
魏智汎表示，華存電子會同國內(nèi)和國際的存儲顆粒廠商、CPU廠商、云計算廠商和系統(tǒng)提供商進行深度合作。“我們在推出產(chǎn)品的時候，會考量各種維度的兼容性，跟供應鏈廠商展開多層次合作?！?/p>
華存電子副總經(jīng)理宋遠岑表示：“供應鏈廠商都是第一次進入到PCIe 5.0的生態(tài)中，所以我們很注重跟整個產(chǎn)業(yè)鏈做深度合作，共同挖掘下一代服務器生態(tài)的技術(shù)潛力。特別是國內(nèi)服務器生態(tài)市場，希望可以在下一代信息技術(shù)追趕超越的關(guān)鍵時間點共同合作，在提高整體效能、降低整體功耗、釋放高性能算力等方面，一起把契合國內(nèi)市場需求的生態(tài)共建完善?！?/p>
“同時，我們也積極地配合產(chǎn)業(yè)鏈下游的客戶，包括服務器OEM/ODM的廠商、高性能計算行業(yè)客戶和云服務提供商，在存儲端去做一些定制化的開發(fā)服務?！彼a充道。
預計到未來的服務器市場將持續(xù)升溫，華存電子也將繼續(xù)在這個領(lǐng)域精耕細作?！巴ㄟ^現(xiàn)有的主控芯片，我們會按照現(xiàn)在對存儲的更細分的技術(shù)演進，繼續(xù)把研發(fā)的重點方向放在企業(yè)級的需求上面?！蔽褐菤詈蟊硎荆骸巴瑫r，我們也希望同整個產(chǎn)業(yè)鏈緊密合作，為國內(nèi)存儲的進步貢獻自己的一份力量?！?br /> ?
【來源：集微網(wǎng)】
