在AI浪潮中定义存储未来:铠侠的技术突围与中国战略

硬件是与非 2025-04-23 03:42:55

在生成式AI驱动的新时代,数据的生产、处理与流动方式都在发生颠覆性变化。作为全球NAND Flash存储巨头,铠侠正试图从技术、产品、生态、市场四条战线全面应对挑战,并抢占先机。 铠侠电子(中国)有限公司董事长兼总裁岡本成之在2025中国闪存市场峰会上开场致辞中直言,"存储是AI的基础。" 在过去一年间,从车载UFS 4.0到第十代BiCS 3D NAND,从OCTRAM低功耗DRAM技术到企业级QLC SSD,从PCIe 5.0到部署前沿的PCIe 6.0/7.0控制器,铠侠以一套系统级的解法,回应AI对存储性能、容量、能效与成本的全面挑战。而这些技术演进背后,是CTO柳茂知提出的双路径战略——前沿高性能单元与成熟折旧产线并进的架构演化。

AI重构服务器架构,SSD进入黄金期“2025年,由ChatGPT引发的AI大浪潮彻底改变了服务器架构。” 铠侠首席技术执行官柳茂知在峰会演讲中如是总结。他指出,传统服务器体系以CPU为中心构建,数据访问往往以层级存储结构为主;而如今,以GPU为核心的AI服务器对存储提出了前所未有的挑战。 在GPU服务器架构中,计算的密度与并发性大幅提升,这使得数据的读写频率、带宽需求和响应速度都达到了新的维度。更重要的是,AI服务器通常部署于空间、电力受限的数据中心机架内,存储系统若不能在有限的物理尺寸和功耗预算内实现性能最大化,将成为整个系统的瓶颈。 因此,铠侠在BiCS架构升级中明确提出“性能-容量-能效”三位一体优化路线。以BiCS10为例,它不仅具备更高的层数(332层)和单元密度,还通过升级接口带宽、降低功耗以及采用CBA键合架构,实现在边界物理条件下的性能极限。 此外,为支撑新架构的IO负载,铠侠SSD控制器也同步迭代,目前已具备PCIe 5.0支持能力,并为PCIe 6.0、7.0保留硬件通路。根据铠侠柳茂知先生的预测,PCIe 5.0将在2027年前保持主流部署地位,而PCIe 6.0预计将在2026年进入商用部署阶段。 “不要等PCIe 6.0量产才行动,现在的PCIe 5.0 BiCS8 SSD已经非常成熟。”柳茂知先生表示。事实上,BiCS8阶段铠侠就实现了顺序读取电源效率提升50%、顺序写入效率提升80%,而在随机读写和混合负载场景中,也展示了显著的IO性能提升,整体功耗控制优于多数竞品。 “我们希望客户在考虑AI基础设施建设时,不再只关注CPU和GPU的性能,而是将SSD作为战略资源进行配置。” 柳茂知先生强调,在AI模型训练和推理的全流程中,SSD不仅用于高速缓存(cache),更承担大容量数据集的预处理、传输和归档任务,是AI“管道”中的关键环节。 尤其在推理服务器日益增多的背景下,单台服务器的存储容量虽小于训练服务器,但部署数量更为庞大,总体对SSD的需求量级仍在快速增长。这也解释了为何2024年铠侠在SSD业务上实现逆势增长——企业级客户、CSP(云服务提供商)、GPU服务器厂商持续加码AI基础设施。 “生成式AI彻底改变了数据中心的投资逻辑,我们看到的是整个IT架构的系统性演进。” 柳茂知先生表示,在这一轮技术跃迁中,铠侠正逐步从传统闪存制造商转型为AI时代的系统型存储方案提供商。332层堆叠3D NAND,追求密度而非层数2024年7月,铠侠宣布开始量产第八代BiCS(218层)3D NAND,并同步推进第十代BiCS(332层)产品。这款业界最先进的NAND架构采用了CBA(CMOS Bonded Array)双晶圆键合技术,首次实现在CMOS电路层和存储单元之间进行分离制造后键合,从而在面积受限的基础上实现更高的密度。层数的增加意味着比特密度提升、单位存储成本下降。 这不仅突破了传统堆叠式3D NAND的物理瓶颈,更提升了制程的灵活性、良率控制能力和性能功耗比。“我们不仅增加了层数,也缩小了横向尺寸。” 铠侠技术人员解释道。BiCS10采用了CBA(CMOS Bonded to Array)键合技术,改善了芯片面积使用效率,并有望提升性能和成本表现。尽管332层产品在技术上取得突破,但何时量产仍取决于制造工艺的成熟度和市场需求的明确程度。 目前铠侠的主要出货产品为112层的BiCS5 NAND。2024年开始,218层的BiCS8也进入批量供货阶段。两者将自2025年上半年并行成为主要出货产品。“218层产品目前在四日市工厂生产,预计今年秋天北上工厂第二制造楼也将加入。” 铠侠电子(中国)有限公司副总裁天野竜二表示,332层BiCS10何时投产,将根据市场反馈和制造条件确定。 铠侠电子(中国)有限公司闪存颗粒技术统括部总经理大久保贵史对与非网记者表示:“我们并不追求一味叠高层数,而是着眼于单位面积内比特密度的最大化。”未来,铠侠的堆叠策略不仅是向上,更是在水平方向上进行“收缩”。这一点也回应了业内对“千层堆叠NAND”是否即将商用的关注。铠侠认为,技术上可以实现,但真正挑战在于工艺良率与制造成本的平衡。从SLC到QLC:企业级SSD的转型支点在过去十余年中,NAND闪存技术经历了从SLC、MLC、TLC到QLC的密集演进。如今,随着AI数据中心、推理服务器和高密度边缘计算节点对“低功耗+大容量”存储需求的激增,QLC开始加速由消费级产品渗透至企业级应用。 2024年,铠侠推出全球首款2Tb QLC芯片,该芯片基于新一代BiCS架构,并首次引入CBA双晶圆键合技术,将控制电路与存储阵列进行结构性分离优化,在有限空间内提升比特密度。这种布局特别适用于服务器系统中对存储封装尺寸、能效比和散热特性高度敏感的场景。 以此为基础,铠侠随后发布了122TB容量的企业级QLC SSD。在相同封装下实现超高容量。更重要的是,在DWPD指标上,这款产品虽然低于TLC级别,但在真实企业负载下展现出了极高的稳定性。铠侠方面指出,其QLC SSD产品的DWPD达到0.3,相较之下,主流NL-HDD(近线硬盘)通常仅为0.05。 “DWPD 0.3,在大多数企业工作负载下是完全合理的配置。” 大久保先生强调。通过调整NAND工艺特性,并在固件层和主控算法中引入写入整形、垃圾回收、功耗调节等机制,铠侠试图从系统级优化QLC SSD的生命周期表现。“我们花了大量时间去理解客户的IO模式,而非单纯以技术规格衡量QLC的边界。” 企业用户的使用场景也正在改变最初对QLC的保守态度。从过去仅部署于归档系统,如冷数据存储,如今逐步扩展到模型加载、中间层缓存等AI推理相关任务。尤其是在如DeepSeek这类低功耗大模型架构不断涌现的趋势下,系统对大带宽与大容量的需求快速上升,写入频率反而下降,从而与QLC的特性天然契合。 大久保先生指出,公司并非将QLC作为全场景通用型解决方案强行推广,而是基于多维客户需求提供分层结构,包括SCM、TLC SSD与QLC SSD的混合部署组合,帮助客户在容量、成本、性能之间做出合理配置。在QLC之后,铠侠的技术路线图已延伸至PLC(五层单元)与HLC(六层单元)NAND架构。目前,这些技术仍处于实验室阶段,但工艺路径已基本明确。在NAND走向“堆叠层数+单元位数”双重演进的过程中,QLC已成为通往更高密度架构的必经之路。 在企业级产品线上,铠侠发布的XD8系列E1.S规格SSD面向CSP与GPU服务器市场,采用自主研发的第三代主控芯片,支持PCIe 5.0协议,并在性能与能效方面较前代XD7P系列进一步优化。XD8目前已被多家主流服务器商采用,并在NVIDIA GPU参考平台中完成集成验证。除3D NAND与SSD之外,铠侠亦在下一代新型存储技术领域进行前瞻布局。其中,OCTRAM技术基于InGaZnO氧化物通道晶体管,作为DRAM潜在替代方案,具备更低的功耗和漏电流特性。其目标是满足AI边缘设备中对低功耗推理型缓存的需求。另一项关键技术是XL-FLASH,这是一种定位于DRAM与NAND之间的SCM解决方案,旨在填补高速主存与大容量存储之间的性能落差。尽管目前仍处于原型阶段,但其潜力在于构建混合存储架构,缓解AI系统中“计算-存储墙”的性能瓶颈。明年推出UFS5.0,探索车规UFS据介绍,在车载市场,铠侠推出的UFS 4.0车规级产品已通过Automotive SPICE 2级认证,正在多个Tier 1厂商中导入,广泛应用于智能座舱、信息娱乐系统及高级辅助驾驶系统(ADAS)。这类应用对存储芯片的高带宽、极端温度适应能力以及长期可靠性提出了极高要求。大久保先生指出,车载UFS不仅需具备更强的高温适应性,还需满足更高的安全性标准。 与此同时,铠侠在手机领域也加快布局,面向中高端市场推出基于QLC架构的UFS产品,旨在满足AI拍摄、增强现实(AR)等新兴应用场景所带来的数据容量激增。随着AI芯片日益嵌入终端设备,预计到2028年,超过50%的智能手机及约三分之一的PC将具备AI处理能力,存储需求将持续上升,推动UFS和SSD市场快速增长。 针对不同应用场景,铠侠在产品设计上也进行了差异化优化。例如,车载UFS更强调极端环境下的稳定运行,而手机端UFS则更注重性能表现和数据传输速率。铠侠大久保贵史透露,铠侠计划于明年推出UFS 5.0,并正探索将QLC架构导入中端车载市场,以提升性价比,扩大产品在汽车存储领域的覆盖。坚定看好中国市场,加码产品本地化过去五年间,铠侠在中国企业级SSD市场实现了从无到有、从零到规模化的转变。“我们在五、六年前几乎没有企业级SSD的销售额,但现在已在中国服务器市场中建立起明确的客户基础。”岡本先生表示,未来将继续深化与本地客户的合作,推动定制化产品落地,拓展AI服务器、数据中心及行业终端等应用场景的覆盖面。 2024年,铠侠与以色列公司Xinnor联合推出PCIe 5.0 RAID解决方案,在数据吞吐能力方面实现25倍性能提升,获得中国客户的积极反馈。柳茂知先生透露,未来不排除与阿里云等中国云服务提供商(CSP)展开更深层次的合作,以强化其在AI基础设施领域的支持能力。 针对2024年上半年PC和智能手机市场需求走弱的情况,铠侠并未采用激进减产策略,而是保持产能调节的灵活性。“与2022年那种大幅减产不同,目前我们选择根据客户实际需求逐步调整。” 柳茂知先生表示,尽管消费电子恢复速度不及预期,但企业级SSD与数据中心相关需求保持稳定,为整体出货节奏提供了支撑。 面对本土厂商崛起与地缘政治复杂性的双重挑战,铠侠仍坚定看好中国市场的发展潜力,尤其是在AI数据中心、服务器、云计算等关键领域。尽管目前暂无在华设厂的计划,柳茂知先生表示将持续加码在产品本地化、生态系统兼容性以及客户定制化服务方面的投入,强化与中国市场的适配能力和协同效率。
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