SSD：AI时代担当重任

AI大模型催生海量存储需求，SSD与HDD皆有望从中受益。其中，基于速度、低延迟、耐用性和节能等优势，业界普遍看好SSD在AI时代下的发展。

无论是AI训练还是推理环节，SSD皆有机会担当重任。

全球市场研究机构TrendForce集邦咨询最新调查显示，在AI模型训练过程中，SSD不仅负责储存模型参数，包含不断更新的权重和偏差，而且可以创建检查点(check point)，以定期保存AI模型训练进度，即使训练中断也能从特定点恢复。上述功能都相当依赖高速传输以及写入耐用度，因此客户主要选择使用4TB/8TB TLC（三层单元闪存） SSD产品，以满足严苛的训练过程需求。

AI推理环节中，SSD可在推理过程中协助调整、优化AI模型，尤其SSD可以实时更新数据，以便微调推理模型结果。AI推理主要提供检索增强生成(RAG, Retrieval-Augmented Generation)和大型语言模型(LLM, Large Language Model)服务，而SSD可以储存RAG和LLM参考的相关文档和知识库，以生成含有更丰富信息的响应。

随着更多生成信息是以影片或相片显示，其数据存储量也相应增加，因此，TLC/QLC（四层单元闪存） 16TB以上等大容量SSD便成为AI推理主要采用的产品。

TrendForce集邦咨询预估，今年AI相关SSD采购容量将超过45EB，未来几年，AI服务器有望推动SSD需求年增率平均超过60%，而AI SSD需求在整个NAND Flash（闪存）的占比有机会自2024年的5%，上升至2025年的9%。

AI促进SSD创新与发展

AI带来海量存储需求的同时，也对存储产品提出了新要求，高性能、大容量成为“刚需”，促进SSD产品持续迭代升级，创新发展。

SSD一般由硬件组件与固件两大部分组成，硬件组件包括主控芯片、存储芯片（DRAM、NAND Flash）。其中主控芯片承担数据的读取、写入。由于AI应用对数据处理速度、准确性、能效比以及安全性的高要求，相比传统SSD，AI SSD对主控芯片的要求更为严格与复杂。

以高性能为例，AI SSD主控芯片应具备极高的连续读写速度和随机访问性能。当前AI SSD以支持PCIe 5.0为主流，未来将支持更高版本的接口，以及高带宽的NAND闪存通道，以实现高达数十GB/s的读写速度。

存储芯片中，NAND Flash即闪存颗粒，是数据存储的核心介质，也是数据存储的载体。当前SSD使用的闪存颗粒包括TLC（三层单元）、QLC（四层单元）等，业界看好QLC SSD发展，除了因为其具有更高容量和更快的读取速度优势外，还因为它具有更优的TCO总体拥有成本优势：凭借更高的存储密度，优化服务器和物理占用空间，并降低能源消耗等优势，在满足高性能存储需求的基础上，QLC SSD可以帮助大规模数据中心降低TCO总拥有成本。

存储厂商卷技术，多款创新产品亮相

今年以来，为持续满足AI市场需求，多家大厂推出相关QLC SSD、PCIe 5.0/6.0等创新产品，AI SSD市场力量进一步壮大。

三星与西部数据两家公司近期展示了高容量QLC企业级固态硬盘，容量高达128TB级别。

三星BM1743与上一代产品相比，在I/O性能方面提高了4.1倍，数据保留率提高了，连续写入的能效也提高了45%。连续读取速度为7.5GBps、写入速度为3GBps、随机读取IOPS达到160万、16KB随机写入IOPS达到4.5万。西部数据QLC企业级SSD基于BiCS 8 闪存打造，容量依赖于QLC技术，特别适用于处理“快速AI数据湖和容量密集型性能应用”。

美光近日宣布成功开发业界首款用于生态支持的PCIe 6.0数据中心固态硬盘，属于其9550 NVMe SSD系列。颗粒和主控未知，顺序读取速率达26GB/s，与美光9550系列PCIe 5.0数据中心固态硬盘（14GB/s）相比，提升了85.7%。

今年6月，SK海力士宣布开发完成支持PCIe5.0 x8接口的“PCB01”固态硬盘，将于今年内开始量产并向市场推出。该款产品面向AI PC，与上一代产品相比，PCB01的功耗效率提升了30%以上，可大幅提升大规模AI计算的稳定性。同时，SK海力士在该产品上应用了SLC缓存（SLC Caching）技术。该技术使部分NAND闪存存储单元能够以高速的SLC模式运行，其不仅有助于提升AI应用的速度，还能提高普通PC的工作速度。

图片来源：SK海力士

Microchip、慧荣科技等公司则对外展示了PCIe 5.0 SSD主控芯片。

Microchip Flashtec NVMe 5016配备16条独立闪存通道，兼容从SLC到QLC的各种NAND闪存，支持至高3200MT/s闪存接口速率，外置缓存方面则支持到4 Ranks的DDR5-5200。该主控可实现14GB/s的顺序读取速率，随机读取也高达3500K IOPS，同时仅需1W功率即可支持超过2.5GB/s的传输速率，能以更低能耗提供更高带宽。
 

图片来源：Microchip
 

慧荣科技SM2508采用台积电6纳米EUV工艺，专为AI PC和游戏主机设计，支持八条NAND通道，每通道速率高达3600MT/s，提供高达14.5 GB/s的顺序读写速度和2.5M IOPS的随机性能。据悉相较于PCIe Gen 4产品，其性能提升达2倍，同时功耗控制在7W以内，预计将于今年第四季度开始量产。