美光高端9300系列的技術(shù)選型與產(chǎn)品定義考慮

　　不久前，美光科技宣布推出面向云和企業(yè)級(jí)市場(chǎng)的高性能美光 9300 系列NVMe SSD（固態(tài)硬盤(pán)），助力需要大容量和高性能的應(yīng)用更快地訪問(wèn)數(shù)據(jù)。其主要特點(diǎn)是：①提供低平均寫(xiě)入延遲，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的近實(shí)時(shí)訪問(wèn)；②該系列SSD 3.5GB每秒的持續(xù)讀寫(xiě)性能為850,000 讀取和 310,000 寫(xiě)入輸入/輸出（IOPS），加快了應(yīng)用的響應(yīng)和學(xué)習(xí)速度；③最高容量可達(dá) 15.36TB，最多可創(chuàng)建 32 個(gè)NVMe 命名空間，以滿足企業(yè)不斷增長(zhǎng)的存儲(chǔ)需求。

　　美光科技企業(yè)級(jí)固態(tài)硬盤(pán)高級(jí)產(chǎn)品經(jīng)理Cliff Smith和亞太區(qū)解決方案架構(gòu)總監(jiān)See Ghee Tan（陳詩(shī)義）解答了電子產(chǎn)品世界等媒體的提問(wèn)。

　　1 哪些NAND技術(shù)支撐了此次推出的產(chǎn)品？

　　主要有三種關(guān)鍵產(chǎn)品和技術(shù)：3D，TLC和CuA。

　　在閃存方面，目前已經(jīng)發(fā)展出了 3D NAND 技術(shù)。相比2D，3D就是存儲(chǔ)的空間從單層房子變成了高樓，不同的架構(gòu)可以進(jìn)行疊加。

　　另外，從 SLC (Single LevelCell), 到 MLC (Multi Level Cell),到 TLC (Triple Level Cell), 再到如今的 QLC (Quad Level Cell) 。這可以想象為從一層只能容納一個(gè)住戶，發(fā)展到一層能容納四個(gè)住戶?；蛘呦裢ＡП械顾?，假設(shè)往杯子里倒入的是電子媒介，如果是SLC ，就像玻璃杯只有兩種狀態(tài)：空和滿；MLC 就會(huì)有更多狀態(tài)，可以是 0、1/3、1/2、或者1；TLC還可以調(diào)到更精細(xì)的級(jí)別，這樣成本會(huì)更低。

　　為了繼續(xù)提升密度，美光又推出了 CuA (CMOS under Array) 架構(gòu)。由于不同的閃存配置需要邏輯電路來(lái)控制，可以把邏輯控制電路想象成停車場(chǎng)，以前停車場(chǎng)在房子外面。閃存設(shè)計(jì)變成 3D NAND 以后，美光把CMOS邏輯控制電路放到 NAND 下面，好比把停車場(chǎng)搬到地下。因而產(chǎn)品得以優(yōu)化，在更小的尺寸里做到更大的容量，提升了性價(jià)比。

　　2 容量、成本和性能的平衡

　　不同級(jí)別的 NAND 的價(jià)格也不 一 樣 ， 美光 通 過(guò) 不 同的 方 案 ， 讓客 戶 選 擇 最適 合 其 需 求的 NAND。從 S L C 到QLC，有降成本的效應(yīng)。例如 QLC 的速度相對(duì)較慢，那么就會(huì)將它提供給對(duì)速度要求沒(méi)有那么高的客戶。

　　除了對(duì) SLC、QLC、TLC 等不同組合的運(yùn)用，美光也通過(guò) CuA架構(gòu)，把體積縮小，這也是降低成本的方法之一。

　　3 SSD的容量和類型選擇

　　3.1 數(shù)據(jù)中心如何選擇SSD？

　　當(dāng) MLC 推出的時(shí)候，業(yè)界認(rèn)為 MLC 不可能取代 SLC，但是后來(lái) MLC 取代了 SLC?？梢?jiàn)，通過(guò)技術(shù)的不斷演進(jìn)，未來(lái)出現(xiàn)的技術(shù)會(huì)替代之前的技術(shù)。因此，我們?cè)趺慈チ私饪蛻舻膽?yīng)用場(chǎng)景非常重要。

　　海量的數(shù)據(jù)也分很多不同的層面，有溫?cái)?shù)據(jù)、熱數(shù)據(jù)和冷數(shù)據(jù)，從企業(yè)級(jí)產(chǎn)品線來(lái)看，一般會(huì)推薦客戶在熱數(shù)據(jù)上用 NVMe；如果是冷數(shù)據(jù)，通常只有訪問(wèn)不再寫(xiě)入，可以存在美光5210 QLC SSD，使操作管理更加簡(jiǎn)單。在機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域，機(jī)器學(xué)習(xí)很多時(shí)候是寫(xiě)一次讀一千次，因?yàn)闄C(jī)器需要不斷地學(xué)習(xí)，這也導(dǎo)致 NVMe SSD 需求的增長(zhǎng)。

　　3.2 NVMe 固態(tài)硬盤(pán)為何發(fā)展速度快？

　　在存儲(chǔ)業(yè)，新技術(shù)在不斷推出，但老的技術(shù)并沒(méi)有完全退出歷史舞臺(tái)。一些新的應(yīng)用是 SAS 和SATA 無(wú)法支持的，所以市場(chǎng)新增長(zhǎng)的部分是 NVMe 比較多，而且增速較快（如圖1）。

　　但 SAS 和 SATA 并沒(méi)有消失，仍然會(huì)支持一些傳統(tǒng)的低密度應(yīng)用。因?yàn)閭鹘y(tǒng)低密度應(yīng)用對(duì)于NVMe 來(lái)說(shuō)利用率太小了，那種傳統(tǒng)低密度應(yīng)用好比只有一個(gè)單元的房子，而 NVMe 更像是一座城市，所以不會(huì)用 NVMe 去解決只需要用SATA 和 SAS 就能解決的傳統(tǒng)應(yīng)用。

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　　本文來(lái)源于科技期刊《電子產(chǎn)品世界》2019年第6期第89頁(yè)，歡迎您寫(xiě)論文時(shí)引用，并注明出處