閃存創(chuàng)新的四個方向，西部數(shù)據(jù)出招

毫無疑問，存儲行業(yè)是一個是具有較強周期性和宏觀性的行業(yè)。

西部數(shù)據(jù)公司產(chǎn)品營銷總監(jiān)張丹女士在日前舉辦的“2024存儲產(chǎn)業(yè)趨勢研討會“上的演講中指出，存儲行業(yè)的良性循環(huán)周期是從新技術(shù)開始，到成本產(chǎn)能、價格、新市場、投資，最終再次回到新技術(shù)。新技術(shù)帶來了更多的比特輸出、更低的單比特成本，讓產(chǎn)品有更好的性價比，并持續(xù)地進行性價比壁壘的突破，隨之進入甚至創(chuàng)造一些新的市場。在新的市場增長過程中進行獲利后，再將投資再次帶入到循環(huán)里面，投入新技術(shù)、新產(chǎn)能還有新產(chǎn)品。

2024存儲產(chǎn)業(yè)趨勢研討會

張丹介紹說，存儲行業(yè)會一直遵循著這樣的周期發(fā)展。但展望未來，存儲行業(yè)還是要以來產(chǎn)業(yè)的人和客戶共同去實踐和成就。

閃存行業(yè)創(chuàng)新，四個方向

存儲行業(yè)處在一個立體層面上循環(huán)曲線上升的周期，這個過程中隨著周期循環(huán)，存儲產(chǎn)業(yè)通過更優(yōu)的性價比賦能了更多的行業(yè)和領(lǐng)域，也能由此體現(xiàn)出存儲的宏觀性。

西部數(shù)據(jù)公司產(chǎn)品營銷總監(jiān)張丹女士

在張丹看來，存儲行業(yè)周期性受到了新技術(shù)和新市場這兩個“雙新”驅(qū)動帶來的影響。當(dāng)中，行業(yè)的低谷大概都發(fā)生在“新技術(shù)”出現(xiàn)，某一代制程開始大規(guī)模量產(chǎn)的時候；而行業(yè)周期上升的點則大都發(fā)生“新市場”的某一個應(yīng)用場景在爆量增長或者應(yīng)用場景激增的年份。

正是在這個周而復(fù)始的循環(huán)中，存儲行業(yè)呈現(xiàn)出了三方面的特性，分別是增長、宏觀經(jīng)濟型和創(chuàng)新。當(dāng)中創(chuàng)新更是存儲行業(yè)發(fā)展的根本保證，這在NAND Flash（閃存）領(lǐng)域里更是體現(xiàn)的淋漓盡致。

從相關(guān)統(tǒng)計可以看到，在過去幾年的發(fā)展中，市場對閃存的需求出現(xiàn)了爆發(fā)性的增長，尤其是在生成式AI爆火以來，存儲行業(yè)的增長曲線陡峭了起來。具體看閃存行業(yè)，在過去的二十年間，該行業(yè)實現(xiàn)了從PB到EB的千倍甚至萬倍的增長，這個過程中產(chǎn)生了大量的消費級和企業(yè)級的應(yīng)用場景，由此促進了NAND Flash行業(yè)的爬坡和需求。

不過張丹認為，在未來兩到三年間，西部數(shù)據(jù)堅信，產(chǎn)業(yè)會迅速地邁入到ZB時代，尤其是以邊云為核心的應(yīng)用和場景。這就要求閃存行業(yè)尋求最佳的投入產(chǎn)出比。張丹表示，NAND Flash進行容量擴展、成本降低有四個象限，分別是邏輯擴容、垂直擴容、水平擴容和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

首先看邏輯擴容。從SLC到MLC到TLC，再到QLC和PLC，每一個單元存儲的數(shù)據(jù)越來越多。雖然單位容量在增長，但是控制成本也是在增加的，所以向這個方向的演進是有價值的；

其次是垂直擴容。這可以簡單理解為增加閃存的層數(shù)，因為層數(shù)的疊加會帶來單位面積容量增長和單位比特成本下降，但是也會帶來一些額外的成本，比如生產(chǎn)周期變長、影響產(chǎn)業(yè)良率等，所以相對來說，這個方向發(fā)展獲得的回報會在量化維度里稍小一些；

第三個維度是水平擴容。也就是在每一層增加了更多的存儲容量。在實際操作中，我們增加了每一層的孔隙的密度，以達到更大單位比特的容量。這是探討未來新技術(shù)、新制程時候要關(guān)注的方向；

最后關(guān)注的一個方向是結(jié)構(gòu)優(yōu)化。具體的做法就是去優(yōu)化周邊的邏輯電路和存儲單元之間的分布關(guān)系或者擺放關(guān)系，從原來的CNA和CUA，到現(xiàn)在的CBA（CMOS directly Bonded to Array，外圍電路直接鍵合到存儲陣列），未來可能還有多層鍵合的場景。

“我們得出的結(jié)論是不能在單一的維度去進行工藝的變更或者工藝的演進，而是要通盤考量上述提到的四個點，并以垂直擴容和水平擴容為核心，只有它們平衡發(fā)展，才能為行業(yè)帶來最優(yōu)性價比的產(chǎn)品?！睆埖た偨Y(jié)說。

西部數(shù)據(jù)出招，218層閃存迎戰(zhàn)

作為全球領(lǐng)先的存儲廠商，西部數(shù)據(jù)在閃存上面也有著深刻的積累和領(lǐng)先的布局。

西部數(shù)據(jù)公司在數(shù)據(jù)存儲領(lǐng)域具有悠久歷史和豐富經(jīng)驗，在NAND閃存領(lǐng)域擁有創(chuàng)新技術(shù)、產(chǎn)能優(yōu)勢和縱向集成能力，并且具備強大的垂直整合能力。今年，西部數(shù)據(jù)更是宣布聯(lián)合鎧俠推出了堆疊層數(shù)能夠達到218層的第八代3D閃存技術(shù)。

在這代芯片上，西部數(shù)據(jù)從四個維度對其進行產(chǎn)了全面的優(yōu)化——不但做了垂直擴容和水平擴容，還對產(chǎn)品進行結(jié)構(gòu)化優(yōu)化。例如在邏輯擴容方面，西部數(shù)據(jù)的218層3D閃存技術(shù)利用具有四個平面的1Tb TLC（三級單元）和QLC（四級單元），這些創(chuàng)新的橫向收縮技術(shù)，將位密度提高了約50%。

除此以外，西部數(shù)據(jù)在這代產(chǎn)品上還首次引入了CBA技術(shù)——把存儲單元和周邊電路是分開生產(chǎn)的，然后再進行晶圓對晶圓的鍵合。據(jù)介紹，這個技術(shù)帶來了幾方面的優(yōu)勢。

首先，因為CMOS和周邊邏輯電路是兩片晶圓，邏輯電路的部分可以單獨生產(chǎn)，不一定要經(jīng)受存儲電路需要的高溫的工藝制程，這相對來講發(fā)展方向會更可控，更可優(yōu)化；其次，這種單獨生產(chǎn)的設(shè)計，可以讓邏輯和CMOS分別采用各自的技術(shù)路線進行發(fā)展，在帶來更高的存儲單元的容量，也帶來更好的I/O性能表現(xiàn)；此外，因為CMOS和周邊邏輯電路是單獨發(fā)展的，所以在生產(chǎn)流程中，帶來了額外的生產(chǎn)靈活性，可以有效縮短生產(chǎn)周期，增加或者匹配生產(chǎn)靈活性，最重要的是相對簡化了產(chǎn)業(yè)制程演進中的復(fù)雜度和流程控制；最后，把兩個晶圓分開生產(chǎn)，再通過CBA技術(shù)進行鍵合，不但可以有效地同時發(fā)展，還可以相對更容易達到更大的容量和更快的接口速度。

從西部數(shù)據(jù)提供的數(shù)據(jù)我們也能看到，相比于上一代產(chǎn)品，這一代產(chǎn)品將位密度提高了約50%，其NAND I/O速度超過 3.2Gb/s，比上一代產(chǎn)品提高了約60%，同時寫入性能和讀取延遲方面改善了約20%。

除了在制程工藝上推進創(chuàng)新，西部數(shù)據(jù)還把機器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)分析和自動化等先進技術(shù)引入到生產(chǎn)線中，推動生產(chǎn)流程的先進性發(fā)展，從而造就了燈塔工廠項目。張丹透露，在這樣的工作思路指導(dǎo)下，西部數(shù)據(jù)位于上海的先進閃存產(chǎn)品封裝測試工廠入選了世界經(jīng)濟論壇全球燈塔工廠網(wǎng)絡(luò)，并成為了中國第一家‘可持續(xù)發(fā)展燈塔工廠’。

“新技術(shù)仍然在持續(xù)發(fā)展，西部數(shù)據(jù)也仍然在努力，希望能夠為行業(yè)帶來更大容量、更低成本的產(chǎn)品，在新用戶和新市場看到驅(qū)動數(shù)據(jù)增長的更新的應(yīng)用場景?！睆埖ぴ谘葜v中說。

事實上，經(jīng)過多年的發(fā)展，西部數(shù)據(jù)已經(jīng)開發(fā)、制造并銷售的內(nèi)容囊括了從NAND、固態(tài)硬盤和平臺在內(nèi)的一系列品類，提供數(shù)據(jù)平臺、連接平臺、技術(shù)產(chǎn)品等豐富的產(chǎn)品組合，并在企業(yè)級SSD領(lǐng)域擁有三大核心技術(shù)優(yōu)勢，即集完全自主的NAND Flash、先進的SSD控制器和高性能固件于一體，這種縱向集成的能力能夠讓SSD實現(xiàn)性能和穩(wěn)定性的極致優(yōu)化，確保SSD生命周期穩(wěn)定的I/O一致性，滿足企業(yè)基礎(chǔ)架構(gòu)建設(shè)對于安全可靠、敏捷穩(wěn)定、高效智能等多維度需求。

今年，西部數(shù)據(jù)就推出了一款垂直集成的SSD——西部數(shù)據(jù)Ultrastar DC SN655 NVMe SSD，專為需要高性能、大容量的企業(yè)級存儲客戶設(shè)計，適用于如分解存儲、對象存儲、存儲服務(wù)器和其他任務(wù)關(guān)鍵型應(yīng)用程序和工作負載。Ultrastar DC SN655提供了簡單且可擴展的單端口或雙端口路徑，確保滿足企業(yè)高可用性要求下的持續(xù)數(shù)據(jù)訪問。容量從3.84TB擴展到15.36TB，可滿足存儲和混合工作負載計算應(yīng)用的要求，并將SSD的可靠性提高到250萬小時的平均故障間隔時間（預(yù)計）。此外，該產(chǎn)品還為大型非結(jié)構(gòu)化工作負載提供了超過100萬的最大隨機讀取IOPs和更高的服務(wù)質(zhì)量 (Qos) 。同時，Ultrastar DC SN655采用嵌入式U.3 15mm外形尺寸，并向下兼容U.2，還提供了更多企業(yè)級功能，如電源故障保護和端到端數(shù)據(jù)路徑保護，以確保在必要時的數(shù)據(jù)可用性。

< 西部數(shù)據(jù)Ultrastar DC SN655 NVMe SSD >

在西部數(shù)據(jù)看來，存儲產(chǎn)業(yè)總是挑戰(zhàn)與機遇并存，無論是汽車領(lǐng)域存儲，還是企業(yè)級存儲，產(chǎn)業(yè)隨著各種新興技術(shù)不斷演變，進而激發(fā)出更加嚴苛的數(shù)據(jù)存儲需求。

而憑借著在存儲領(lǐng)域深耕多年的積累，西部數(shù)據(jù)希望能持續(xù)為用戶提供全線多場景的存儲技術(shù)和產(chǎn)品，持續(xù)創(chuàng)新研發(fā)，充分滿足來自不同領(lǐng)域的需求。同時，西部數(shù)據(jù)也將繼續(xù)攜手行業(yè)內(nèi)合作伙伴，賦能傳統(tǒng)和新一代超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心以及5G、AI、邊緣計算等新興應(yīng)用場景，助力用戶實現(xiàn)面向未來的存儲戰(zhàn)略。

審核編輯 黃宇