在筆者看來,Solidigm的此次發(fā)布稱得上是“厚積薄發(fā)”。因為,Solidigm獲得的來自兩大巨頭合力推動,為后續(xù)在企業(yè)級閃存市場上帶來更多技術層面的創(chuàng)新、產品層面的突破以及應用場景上的覆蓋打下了堅實的基礎。
本文簡要介紹Solidigm在企業(yè)級閃存存儲市場上的三大優(yōu)勢:
介質層優(yōu)勢,“雙輪驅動”掌握閃存發(fā)展的根本
NAND閃存介質層面的創(chuàng)新是閃存得以發(fā)展的關鍵技術推動力。
從2D平面架構到3D堆疊架構的技術,從MLC到TLC的技術演進突破點燃了閃存市場,已經大面積投入使用的QLC和最近Solidigm展示的PLC產品,也為閃存市場后續(xù)發(fā)展集聚了更多能量。
SK海力士和英特爾都是少數掌握閃存底層技術的廠商,英特爾的NAND閃存技術路線是Floating Gate浮柵式結構,而SK海力士選擇的是Charge Trap電荷捕獲技術,兩種技術都由來已久,關于技術優(yōu)劣也有過口水戰(zhàn),最終,技術創(chuàng)新和市場實踐證明,兩者各有千秋。
Solidigm并不會因為NAND技術路線而煩惱,并將成為市場上唯一一家同時提供兩種技術的廠商,能同時利用兩種技術的優(yōu)勢:
Charge Trap電荷捕獲型結構制造工藝更簡單,存儲單元間距更小、氧化層老化磨損速度低、更節(jié)能。浮柵技術的工藝更復雜,在數據保留方面更有優(yōu)勢,易實現更高的單元位密度,從而提升存儲密度。
回顧Floating Gate的技術發(fā)展。2016年,英特爾推出了32層TLC閃存,2017年推出了64層QLC,此后,TLC和QLC開始同步演進。2018年發(fā)布首個數據中心QLC固態(tài)盤,2019年達到了96層,在2020年達到了144層,2021年,還發(fā)布了首個基于144層QLC的P5316。
過去幾年來,英特爾力推QLC閃存技術,相關產品在平均故障間隔、質保壽命、數據持久性等方面基本達到了TLC的水平。2022年9月,Solidigm在美國FMS大會介紹了基于192層PLC NAND的早期SSD樣品,未來,Solidigm必將引領并推動行業(yè)PLC技術的落地和演進,或將掀起閃存對磁盤存儲的新一輪攻勢。
Charge Trap部分也有著相似的發(fā)展路徑。
2020年,SK海力士完成了176層NAND閃存的研發(fā),2022年8月,SK海力士又宣布成功研發(fā)全球首款業(yè)界最高層數的238層NAND閃存,SK海力士創(chuàng)新的成果也將在Solidigm的產品中得到應用。比如,今年4月發(fā)布的Solidigm D5-P5530用的就是SK海力士的128層TLC。
Floating Gate和Charge Trap技術都在持續(xù)快速演進,和而這些技術積累優(yōu)勢,也都將在Solidigm身上得到體現。
產品層優(yōu)勢:加速的創(chuàng)新步伐
得到兩家閃存巨頭的實力加持,意味著Solidigm將服務于更多企業(yè)級市場用戶。
一方面,Solidigm擁有覆蓋全球的穩(wěn)定供應鏈,以世界一流的供應鏈和制造能力保證供給。另一方面,Solidigm擁有更大的規(guī)模和產能,可以進一步加大投入、擴大規(guī)模、加速技術迭代。
在企業(yè)級存儲領域,Solidigm的目標是成為優(yōu)化的數據存儲解決方案的首選合作伙伴,為此,在技術層面,Solidigm將利用浮柵技術、電荷捕獲技術,TLC、QLC、甚至PLC閃存來打造多樣化產品,同時,還強調針對實際工作負載進行優(yōu)化。
繼承自英特爾時代的積累,Solidigm面向實際工作負載的優(yōu)化經驗豐富,Solidigm具備從接口和協議規(guī)范(比如NVMe、PCIe規(guī)范)、介質創(chuàng)新、尺寸規(guī)格(Form factor)、軟件層面(比如SPDK)等多個層面做優(yōu)化的豐富經驗,更能滿足用戶的多樣化需求。
Solidigm企業(yè)級產品包括D3、D5和D7三大家族。
其中,D3系列以SATA接口的TLC固態(tài)盤為主,D5和D7系列都是PCIe接口NVMe固態(tài)盤。D7系列強調性能優(yōu)勢,介質類型是TLC,而D5系列強調性價比和容量優(yōu)勢,使用的介質以QLC為主,比如D5-P5316使用的是144層的QLC。
2022年,Solidigm發(fā)布了兩款D7系列的新品和一款D5系列新品。
其中,D7-P5520為讀取密集型和輕量級混合工作負載設計,有包括U.2,E1.S,E1.L多種Form Factor(外形尺寸),容量從1.92TB到15.36TB。與上代產品相比,4K隨機讀取性能提升最高可達42%,4K隨機寫入性能提升高達17%,延遲降低多達43%。
D7-P5620為混合型工作負載設計,只提供最常見的U.2的Form Factor(外形尺寸),容量范圍從1.6TB到12.8TB。相比于上一代產品,4K隨機讀取性能最高提升56%,4K隨機寫入性能提升最高可達53%,延遲降低多達76%。
兩者采用的都是PCIe 4.0接口,支持NVMe 1.4標準,采用的是144層的TLC介質(英特爾此前的技術)。相比之下,D7-P5620的4k隨機寫性能會更高,而且耐久性DWPD也比D7-P5520要高。
D5-P5530采用的是128層的TLC NAND顆粒,為以讀為主的工作負載提供可靠的性能表現,幫助數據中心高效管理云、虛擬化和日常工作負載。
D5-P5530采用的是Solidigm的PCIe 4.0控制器和Firmware,目前只提供U.2的外形尺寸。D5-P5530一大亮點在于,它用的是SK Hynix的128層4D NAND TLC,具體是SK hynix V6 NAND。
2022年全球閃存峰會(FMW2022)上,技術出身的Solidigm亞太區(qū)銷售總監(jiān)倪錦峰介紹了在技術架構上的五個創(chuàng)新點:
第一,獨立多平面讀取操作(IMPRO——independent multi plane read operation)。它在同一個NAND die芯片內引入多個讀取操作,從而可以將小數據塊隨機讀取速度提高了兩倍。
第二,改進IO的TRIM延遲。TRIM是非常重要的SSD命令,TRIM過程會對性能有影響,為了降低這部分影響,Solidigm通過智能日志將TRIM推到后臺,為前臺主機IO釋放資源。
第三,介質輔助QoS架構。增強的暫停運行,以漸進的速度實現真實的工作負載和隊列深度調優(yōu)。
第四,優(yōu)化了CPU、緩沖區(qū)利用率和碎片整理效率。通過優(yōu)化來提供業(yè)界領先的隨機寫入IOPS和QoS的響應表現。
第五,快速讀取更廣泛的傳輸數據塊。優(yōu)化了大數據塊的讀取性能,實現高達16KB的快速讀取,加速了混合讀、寫、云計算和企業(yè)級的工作負載。
此外,新產品在監(jiān)控、可管理性和安全功能方面也有所增強,更易于部署,更易于管理,還可以提供更好的安全性。
落地側的優(yōu)勢:懂用戶
Solidigm善于解決各種問題,這些源自于十數年來,從技術、產品和運營角度解決諸多挑戰(zhàn)的專業(yè)知識和經驗積累。
Solidigm創(chuàng)新技術的價值還包括很多方面。
例如,如果需要設計一臺2U服務器,支持一千萬IOPS,相比于上一代SSD產品,通過使用D7系列最新產品可以降低存儲空間多達27%,功耗降低多達20%。
得益于多種多樣的FormFactor設計,D7系列固態(tài)盤可廣泛應用于多種場景。同時,由于Solidigm D7-P5520和D7-P5620系列產品的所有SKU均采用相同的NAND、固件以及控制器,產品認證過程簡單高效。
很多用戶因為看中產品的可靠性而選擇英特爾,而Solidigm延續(xù)高可用設計。這兩款固態(tài)盤從設計開始即注重高質量和高可靠性。例如,產品中已添加額外的固件檢查,來確保斷電情況下數據可以被正確存儲。
作為一家新品牌,Solidigm無縫服務繼續(xù)服務大量企業(yè)用戶,與許多企業(yè)保持良好的合作關系。在D7-P5520和D7-P5260系列產品開發(fā)早期,字節(jié)跳動就與Solidigm展開了合作,出色的實際測試表現之下,D7-P5520系列于2022年3月正式在字節(jié)跳動上線部署。
與上代產品相比,D7-P5520在容量、性能上都有大幅度的提升,能夠幫助字節(jié)跳動數據庫和云軟件定義存儲業(yè)務,獲得多達33%的性能提升。同時,還顯著降低了總體擁有成本,計劃中,D7-P5520還將被應用于字節(jié)跳動旗下的火山引擎當中。