當PCle4.0産品正戰得酣暢淋漓，屬于下一個時代的PCle5.0悄然走來。從去年下半年開始，除了一些國際大廠紛紛推出新品，以寶存科技為代表的國内SSD廠商也在緊跟趨勢，部署下一個賽道。
SSD固态硬盤會取代HDD機械盤嗎?
IDC數據顯示，2021 年企業級固态硬盤的全球營收，已經達到傳統機械硬盤的 1.3 倍。那麼，SSD固态硬盤和HDD機械硬盤是怎樣一種關系，未來走向如何?
▲寶存科技産品研發副總 姜海
寶存科技産品研發副總姜海，給出了自己的判斷!他認為：“在數據中心裡，HDD機械硬盤短期内還有成本優勢，但随着SSD的成本進一步降低，HDD機械硬盤最後的份額會越來越小， 但HDD機械硬盤可能很長一段時間都不會消失，就像現在的磁帶依然還有一定的份額，但市場空間會遭遇SSD固态硬盤的強勢碾壓。
下一代SSD即将面世
今年四月份，寶存科技的PCle NVMe Gen4 SP4E/SP4X系列固态硬盤開始實現量産，借助母公司慧榮科技的SM8266主控方案，搭載16通道，可釋放PCle總線進化到Gen4的更高速性能，解決更多IO瓶頸。PCle NVMe Gen4固态硬盤，采用了存科技獨有的性能優化算法固件，能更好地滿足企業級存儲所需要的高讀取IOPs、低延遲與高耐用性需求。同時，搭配3D eTLC閃存，容量可達7.68TB。
PCle NVMe Gen4 SP4E/SP4X，為企業級存儲帶來高讀取IOPs、低延遲與高耐用性能力，能充分滿足數據中心各種工作負載的性能需求，包括數據庫，OLTP/OLAP，雲計算，大數據分析，高頻交易及檢索等。其中，對于數據庫的支持，不僅包括原子性寫入能力，還能在壓縮上做進一步的增強。整體上，在低延時和性能方面的表現，完全可以對标國際大廠。
“PCle NVMe SSD Gen5系列産品，已經在内部進行測試了，預計明年中期會有工程樣品。”姜海表示，相比上一代産品，Gen5的性能更強，讀寫速度更快。
衆所周知，PCIe1.0标準于2003年發布，每通道傳輸速率為2.5GT/s。四年後，PCIe2.0标準誕生，每通道傳輸速率達到5.0GT/s，傳輸能力實現了翻倍。2010年，PCIe3.0标準推出，傳輸速率是8.0GT/s ;2017年，PCIe4.0标準的傳輸速率是16GT/s;2019年，PCIe5.0标準達到32GT/s。從演進路線來看，基本上是幾年一疊代，每次疊代都會帶來翻倍的帶寬。
在新标準下，數據中心的底層架構和生态會發生根本性變化，在CPU 、GPU、DPU、軟件、存儲器等基礎設施層面，會形成計算池化、網絡池化，這意味着企業級SSD固态硬盤在性能、功耗/散熱、QoS會面臨更大挑戰。所以， PCle5.0版本産品雖然即将發布，但并不代表PCle4.0産品就沒有機會。因為，從産品設計、測試到發布，還有一段時間，需要克服性能、功耗等等一系列技術難題。
關于PLC、QLC和TLC的選擇
正所謂“存儲設備容量為王”，那麼寶存科技的下一代産品，如何選擇3D NAND 的各種顆粒技術呢?
在姜海看來，3D TLC的層數還在不斷增長，整體性能要優于QLC 、PLC。如果TLC本身的層數一直在以正常速度擴展，那其實PLC、QLC的收益的探索就會放緩。目前來看，PLC、QLC的在企業級的應用進展非常緩慢，在單獨使用的情況下QLC的性能及壽命與TLC有較大的差距，由于Optane的淡出，QLC/PLC在企業級的應用需要SCM或NVDIMM的加持。QLC也存在較大的retention的問題，掉電以後可能較易丢失數據，意味着采用QLC盤的機架不能像采用HDD的機架能随意停電，這在部署上存在較大挑戰。寶存科技會結合用戶的實際應用情況，不管是Gen4，還是Gen5，會繼續在高性能盤上聚焦于3D TLC而同時關注探索在QLC/PLC在ZNS上的應用。
追求性能、服務質量、數據安全和可靠性
姜海認為，數字經濟帶來的直接影響就是數據爆炸，尤其在AI 、5G 、大數據、自動駕駛等大基建的帶動下，數據高速增長，導緻各行各業的企業，對存儲的需求越來越旺盛，對性能要求也越來越高。
在現代化數據中心服務場景中，數據量大、工作負載複雜。與此同時，大型數據中心還有降本增效、低碳環保的要求，所以存儲産品也要不斷與時俱進，既能滿足大數據的存儲需求，又要考慮經濟成本、環境保護等綜合因素。
具體來說，滿足用戶需求的下一代存儲産品在·高帶寬、低延遲以及更高的讀寫速度方面，有更出色表現。同時，需要在各種企業級IO負載及多命名空間下提供更優異的穩态下的QoS。這需要在主控架構升級的同，充分利用NAND的特性、QoS隔離管理引擎及先進的軟硬件算法，全面保障企業及數據中心應用體驗。
同時，數據安全也是SSD固态硬盤應該關注的重點，要能提供雙重保護能力，比如通過完整的掉電保護、電容可靠性檢測，高溫監控保護等能力，确保數據不丢失。
企業級SSD市場及玩家面臨的挑戰
目前，從Gen4的市場表現來看，不管是提供企業級存儲的原廠，還是一些主控公司及模組廠商都在努力進取，争取市場份額。在運營商的最近招标中，就有全球大小20左右家企業級SSD廠商甚至更多的會參與競争。随着競争的白熱化，真正能持續投入和發展的公司需要有在技術上、市場長期投入和耕耘的決心和資金，紮實的核心技術(主控/固件/介質管理)， 穩定的核心技術團隊，可盈利的商業模式等。
尤其到了Gen5以後，企業級SSD主控的工藝、方案效能以及性能等方面的挑戰持續擴大，技術、人才、資金的投入巨大，這會持續擡高進入企業級SSD行業的門檻。
值得一提的是，寶存科技在母公司慧榮的加持下，會堅定的投入并緻力于中國的企業級存儲方案。除了提供标準的SSD固态硬盤，還提供定制化産品，緻力滿足大型數據中心在功能、性能以及各方面的高規格訴求。
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