美光发力NAND：推出新款数据中心SSD和首款276层TLC NAND SSD
作者: 付斌
AI大模型的爆火，使得算力获得了巨量提升。而对大模型来说，算力、存储、网络三要素缺一不可，但凡其中之一跟随不上发展，算力的全部能力便无法发挥。
在做这种情况下，面对日益暴增的数据量和吞吐量要求，不仅要升级数据中心的SSD，还要升级边缘端的SSD。
日前，美光就推出了首款PCIe 5.0数据中心9550 SSD、以及首款采用276层 NAND（G9 NAND）的消费SSD两款产品，以应对现阶段存储面临的挑战。
9550 SSD：高性能数据中心SSD
美光 9550 NVMe SSD是美光使用176层NAND的PCIe gen 4 7450 SSD和232层NAND 7500的后续产品，它采用232层的美光第8代NAND（G8 NAND）构建。
9550 SSD实现了两个首次：一是美光首款PCIe 5.0产品，二是首款基于E3.S的SSD：凭借PCIe gen 5总线支持、相同的6平面设计以及美光的内部控制器ASIC和固件，9550 SSD成为目前速度领先的数据中心SSD，也是AI工作负载性能和能效的行业领先者；9550 SSD将提供E3.S（1T）的7.5mm版本、U.2版本（又称2.5英寸、15mm版本）和E1.S的15mm版本。
根据美光存储事业部产品管理总监Bill Bollengier介绍，9550 SSD系列专为高性能细分市场打造，在产品组合中扮演着提供卓越数据中心SSD性能的角色，并吸引了众多云和企业客户。
随着人工智能市场的兴起，该系列应运而生。从SSD的视角来看，人工智能对性能提出了更高要求。同时，美光也意识到了提升效率的重要性，这不仅仅关乎性能与电力消耗，能耗更是所有数据中心客户的核心关注点，因为电力成本对他们而言相当高昂。
因此，美光设计了9550 SSD系列，在保障高性能的同时，也实现了高效率。最后，数据中心非常复杂。美光的目标是利用许多行业标准规范来帮助9550 SSD简化设计。
9550 SSD是美光技术力的体现，也是全部技术的集合体，Bill Bollengier表示，其整合了美光的自有部件，采用了美光的G8 NAND，搭载了美光新款控制器，配备美光DRAM，使用美光设计和开发的固件，包含了SSD中常见的所有评论和安全功能。与此同时，产品在新加坡和马来西亚的工厂进行生产，从设计到制造，全程由美光自主完成。
从性能角度看，9550 SSD在“四角”上都展现出了极高的性能，即顺序读取、顺序写入、随机读取和随机写入均表现出色。
在顺序读取、随机读取和随机写入方面，9550 SSD在数据中心速度表现卓越。这得益于美光的控制器、NAND以及专为制造高性能SSD而开发的美光架构固件。
此外，9550 SSD还针对各种AI工作负载进行了优化，同时兼顾了性能和能耗。这一优化基于NVIDIA H100 GPU平台，并特别考虑了利用大加速器内存的图神经网络（GNN）工作负载。
在AI工作负载性能测试方面，在NVIDIA H100 GPU 平台使用BaM 和 GIDS 进行GNN 工作负载测试中，美光 9550 SSD实现了 290 万 IOPS的性能。
美光9550 SSD不仅性能卓越，效率也极高。在利用BaM进行GNN训练时，9550 SSD平均功耗降低了多达43%，整体系统能耗减少了可达29%。这一显著成效得益于其高性能，使它能迅速完成任务并转入下一项工作，而同类产品可能仍在执行任务并消耗更多能量。
9550 SSD系列满足客户对不同规格的需求，提供从4TB~32TB的多种容量选择，分别归类于9550 PRO型号和9550 MAX型号，为客户提供灵活多样的选择。
在使用寿命方面，Bill Bollengier坦言，对其客户来说，拥有一个适用于多代的通用架构非常重要，因为数据中心规模庞大，而SSD的合格认证既昂贵又耗时。美光致力于通过完全垂直整合的美光设计来提供这种通用架构，使得美光的产品能够在不同代际之间保持大量共通性。其次，在数据安全方面，美光支持所有最新的行业标准，这些功能是DICE的一部分，能够为客户提供了额外安全保障，确保使用的是真正的美光SSD，并且如果有任何固件更新，固件都来自美光。看似很简单，但实际上，并不是所有厂商都能做到这一点，这就是美光超越同行的关键之一。
在大模型大爆发的现如今，Bill Bollengier也分享了其对于存储行业方面的一些观察。他表示，行业中的一个关键趋势是更大的NAND裸片密度，这有助于推动更大容量的SSD，使系统构建者能够设计更多的服务器，以便拥有更大的容量或将更多的GPU或CPU放入服务器中。鉴于此，特别是随着人工智能的发展，GPU直接存储的能力变得愈发重要。美光与NVIDIA紧密合作，确保包括9550 SSD在内的产品能够与GPU直接存储兼容。
另一个关键点是效率，即每瓦性能。美光认为，在这个全球都关注气候和可持续性的世界里，这一点非常重要。当然，数据中心会使用大量能源。因此，在提升效率上，美光投入了大量时间。从9550 SSD的测试结果中可以看到这一点。
2650 SSD：率先搭载G9 NAND
“G8 NAND已上市已经将近一年，我们遵循英特尔的Tick-Tock模式，正式过渡到G9 NAND。G9 NAND技术具备高达3.6 GB/s的数据传输速率，提供出色的数据读写带宽，并已在美光2650 NVMe SSD中实现批量出货。” 美光存储事业部 NAND 产品生命周期管理及应用工程总监Daniel Loughmiller如是说。
美光的G9 TLC NAND内存共276层，比美光上一代TLC NAND的232层有所增加。其芯片尺寸约为48.9mm2，与美光较旧的 176L NAND 的 512Gbit TLC 芯片的芯片尺寸相当。同时，276层NAND仍然使用六平面架构，该架构最初是在232L一代推出。
相比232层TLC NAND（G8 NAND），276层TLC NAND（G9 NAND）的密度提高了44%。凭借卓越的NAND输入/输出（I/O）速率，G9 NAND技术能够满足数据密集型工作负载的高吞吐需求，其数据传输速率比当前SSD中的NAND技术要快50% 。
根据Daniel Loughmiller的介绍，在带宽方面，与市场上现有的同类 NAND 解决方案相比，美光 G9 NAND每颗芯片写入带宽和读取带宽分别高出99%和88%。这些优势共同提升了 SSD和嵌入式NAND解决方案的性能与能效。在密度方面，G9 NAND的密度提高了73%，并且封装尺寸更小，端口面积比其他产品小28%。
G9 NAND适用于多个领域，包括数据中心和客户端SSD。客户端SSD也是G9 TLC NAND首次出货将投入的应用领域，即2650 SSD。此外，G9 NAND也将进入汽车和嵌入式应用以及移动应用。总之，美光已经成为业界首家实现里程碑的厂商之一。
在性能方面，美光2650 SSD在 PCMark 10测试中表现优异，在日常计算方面带来一流的用户体验，与竞争对手相比，性能提高了38%。在带宽方面，提高了36%。平均访问时间比其他产品低40%。2650 SSD提供256GB~1TB容量规格。
