2018年，OpenAI首次提出GPT模型，自此，新一輪的全球科技領(lǐng)域變革新篇章正式拉開序幕，人工智能浪潮迅速席卷全球。在此過程中，AI大模型催生的海量算力需求呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長，與此同時(shí)，強(qiáng)大的數(shù)據(jù)中心需求亦對(duì)存儲(chǔ)器提出了更高的要求。


大容量SSD正當(dāng)時(shí)

AI存儲(chǔ)新寵爭奪戰(zhàn)打響

據(jù)SK海力士子公司Solidigm亞太區(qū)銷售副總裁此前介紹，自GPT應(yīng)用開始發(fā)展，GPT模型的訓(xùn)練參數(shù)量持續(xù)攀升，GPT-3已擁有數(shù)十億參數(shù)，而GPT-4更是高達(dá)數(shù)萬億參數(shù)。

面對(duì)萬億級(jí)別的參數(shù)量，HBM（高帶寬存儲(chǔ)器）作為一款新型的CPU/GPU內(nèi)存芯片應(yīng)運(yùn)而生。憑借高帶寬、高容量、低延時(shí)與低功耗等優(yōu)勢(shì)，HBM開始成為AI服務(wù)器搭載的標(biāo)配。

而在NAND方面，QLC Enterprise SSD（QLC企業(yè)級(jí)SSD）也因?yàn)槠涓呷萘俊⒌凸摹⒖焖僮x取速度等優(yōu)勢(shì)，逐漸成為數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)解決方案的首選。尤其是隨著北美客戶擴(kuò)大存儲(chǔ)產(chǎn)品訂單，QLC企業(yè)級(jí)SSD的需求也隨之攀升。據(jù)全球市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)TrendForce集邦咨詢預(yù)估，2024年，QLC企業(yè)級(jí)SSD出貨位元上看30EB(EB, Exabyte)，較2023年成長四倍。

當(dāng)前，AI推理服務(wù)器主要執(zhí)行讀取操作，與AI訓(xùn)練型服務(wù)器相比，數(shù)據(jù)寫入頻率相對(duì)較低。與HDD相比，QLC企業(yè)級(jí)SSD的讀取速度更快，且容量已發(fā)展至64TB。

除了具備了更高容量和更快的讀取優(yōu)勢(shì)外，QLC企業(yè)級(jí)SSD在AI應(yīng)用搭載提升的另一個(gè)重要原因是，更優(yōu)的TCO總體擁有成本優(yōu)勢(shì)。具體而言，憑借更高的存儲(chǔ)密度，優(yōu)化服務(wù)器和物理占用空間，并降低能源消耗等優(yōu)勢(shì)，在滿足高性能存儲(chǔ)需求的基礎(chǔ)上，QLC SSD可以幫助大規(guī)模數(shù)據(jù)中心降低TCO總擁有成本。

綜上所述，QLC企業(yè)級(jí)SSD正逐漸取代HDD成為人工智能存儲(chǔ)領(lǐng)域的又一個(gè)新寵，而隨著人工智能訓(xùn)練（AI Training）逐漸成為高能耗應(yīng)用，節(jié)能與否則成為了上下游廠商們重點(diǎn)考量的因素，基于此，QLC大容量SSD或許更適用于高容量需求的讀取密集應(yīng)用場(chǎng)景。


存儲(chǔ)芯片巨頭擴(kuò)產(chǎn)搶占AI市場(chǎng)

面對(duì)AI帶來的巨大市場(chǎng)機(jī)遇，存儲(chǔ)芯片領(lǐng)域的巨頭們紛紛加大產(chǎn)能擴(kuò)張力度，以滿足不斷增長的需求。三星電子和西部數(shù)據(jù)（前海力士可謂是存儲(chǔ)芯片界的＂雙壁江山＂。

三星電子是全球最大的DRAM和NAND Flash生產(chǎn)商。為抓住AI浪潮，三星正在韓國平澤、美國奧斯汀等地?cái)U(kuò)建存儲(chǔ)芯片工廠，預(yù)計(jì)到2027年將投資逾200億美元。三星表示，新工廠將專注于生產(chǎn)面向AI和數(shù)據(jù)中心的高端存儲(chǔ)產(chǎn)品。

另一家存儲(chǔ)芯片巨頭西部數(shù)據(jù)，近年來也在加大NAND Flash產(chǎn)能投資。2022年，西部數(shù)據(jù)宣布將在美國鳳凰城和馬里科帕縣新建兩座工廠，總投資約400億美元，主要用于擴(kuò)大3D NAND Flash產(chǎn)能。西部數(shù)據(jù)CEO戴維·高德說:＂我們正處于一個(gè)數(shù)據(jù)爆炸的時(shí)代，對(duì)存儲(chǔ)芯片的需求將持增長。＂

產(chǎn)能擴(kuò)張面臨設(shè)備供應(yīng)挑戰(zhàn)

大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)存儲(chǔ)芯片產(chǎn)能并非一蹴而就。制造存儲(chǔ)芯片需要大量先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備，比如光刻機(jī)、離子注入機(jī)、化學(xué)氣相沉積設(shè)備等，而這些設(shè)備的供應(yīng)可能面臨挑戰(zhàn)。

以光刻機(jī)為例，它是芯片制造中最關(guān)鍵也最昂貴的設(shè)備之一。目前，全球只有荷蘭的ASML公司能生產(chǎn)最先進(jìn)的EUV光刻機(jī)，單臺(tái)價(jià)格高達(dá)1.2億美元。由于產(chǎn)能有限，ASML的EUV光刻機(jī)一機(jī)難求，三星、英特爾等芯片巨頭都曾遭遇供貨延遲。

除了光刻機(jī)，其他如離子注入機(jī)、化學(xué)氣相沉積設(shè)備等芯片制造設(shè)備的供應(yīng)也面臨同樣困境。這些設(shè)備價(jià)格昂貴，供應(yīng)商產(chǎn)能又有限，很可能無法完全滿足三星、西部數(shù)據(jù)等大廠的擴(kuò)產(chǎn)需求。


抓住AI增長點(diǎn)，存儲(chǔ)廠商各顯神通

在AI需求引領(lǐng)市場(chǎng)發(fā)展的當(dāng)下，市場(chǎng)迫切需要具備高技術(shù)含量的內(nèi)存產(chǎn)品，這也為眾多存儲(chǔ)廠商提供了更多發(fā)展機(jī)會(huì)。

三星電子在下行周期的價(jià)格戰(zhàn)中，采取了積極的降價(jià)策略，需求量不減反增，雖然整體營收依舊沒能躲過下滑，但下滑幅度是行業(yè)中最少的那批。出貨之余，三星電子為了響應(yīng)移動(dòng)端AI部署的需求，計(jì)劃推出使用UFS 4.0 4技術(shù)的新產(chǎn)品。相較于UFS 2.2和3.1，新技術(shù)在功耗效率和傳輸速度上的表現(xiàn)要更加優(yōu)秀，也更符合移動(dòng)端AI大模型的需要。

據(jù)三星半導(dǎo)體介紹，后續(xù)還將積極參與到UFS 5.0的開辟中，這意味著未來移動(dòng)端大模型載入、運(yùn)行的效率將得到進(jìn)一步提高，這對(duì)高度重視移動(dòng)設(shè)備體驗(yàn)感的品牌來說，也是影響采購的關(guān)鍵因素之一。

在PC端，三星電子預(yù)測(cè)PC端的SSD產(chǎn)品將進(jìn)入PCIe 5.0時(shí)代，為此三星電子推出了兼容PCIe 5.0的存儲(chǔ)產(chǎn)品，以解決AI時(shí)代下因大量數(shù)據(jù)傳輸造成的PC負(fù)載。

另一邊，SK海力士憑借HBM、DDR5的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，以及高容量服務(wù)器DRAM模組的獲利，同樣在2023年年底實(shí)現(xiàn)了營收增長。現(xiàn)階段，擴(kuò)大HBM產(chǎn)能、加快先進(jìn)制程研發(fā)和量產(chǎn)節(jié)奏是SK海力士的主要方向。

回顧制程節(jié)點(diǎn)的發(fā)展歷程，我們可以發(fā)現(xiàn)SK海力士從1X、1Y、1Z，到更先進(jìn)的1α、1β、1γ，制程工藝的迭代周期大約為1-2年，甚至近些年還有節(jié)奏加快的跡象。不光是SK海力士，美光、三星電子等其他存儲(chǔ)廠商也同樣如此，從行業(yè)大方向來看，存儲(chǔ)廠商加快追逐新制程工藝的節(jié)奏是大勢(shì)所趨。

針對(duì)端側(cè)AI的新需求，SK海力士宣布開發(fā)移動(dòng)端NAND閃存解決方案產(chǎn)品“ZUFS 4.0”，計(jì)劃今年三季度開始量產(chǎn)。據(jù)官方介紹，這是一種基于手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等電子產(chǎn)品打造的通用閃存存儲(chǔ)（UFS）改善數(shù)據(jù)管理效率的新產(chǎn)品。毫無疑問，ZUFS 4.0瞄準(zhǔn)的正是搭載端側(cè)AI的智能手機(jī)，如果真能有效提高存儲(chǔ)讀寫效率，改善端側(cè)大模型的運(yùn)行體驗(yàn)，那對(duì)于AI手機(jī)來說，確實(shí)是值得考慮的存儲(chǔ)產(chǎn)品。

相比起海外存儲(chǔ)芯片公司，國內(nèi)存儲(chǔ)賽道玩家走出了不一樣的道路。作為國內(nèi)少數(shù)具備“eSSD+RDIMM”的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、組合以及持續(xù)供應(yīng)能力的企業(yè)，江波龍選擇從服務(wù)模式切入，在平衡效能和成本的同時(shí)，推出了TCM模式，即對(duì)技術(shù)-合約-制造三個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行整合，為客戶提供定制化，且具備競爭力的存儲(chǔ)產(chǎn)品、解決方案和個(gè)性化服務(wù)。


結(jié)語

按照目前存儲(chǔ)行業(yè)的形式，已經(jīng)沉寂兩年的存儲(chǔ)芯片企業(yè)們必然不會(huì)放過AI帶來的新增量，提升產(chǎn)能、加快迭代將是存儲(chǔ)行業(yè)未來幾年的發(fā)展主線。AI大模型的興起推動(dòng)AI相關(guān)終端應(yīng)用成為存儲(chǔ)上行周期的支撐，而AI終端的落地進(jìn)度，影響著存儲(chǔ)行業(yè)的后市走勢(shì)。

目前AI手機(jī)、AI PC，甚至是汽車終端的存儲(chǔ)容量需求在不斷放大。AI對(duì)終端的要求和存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展共同構(gòu)建了一個(gè)發(fā)展機(jī)遇，當(dāng)存儲(chǔ)技術(shù)無法滿足AI終端的要求，或AI終端落地進(jìn)度追不上存儲(chǔ)技術(shù)的迭代節(jié)奏，任何一方的進(jìn)度滯后都會(huì)影響對(duì)方的未來走勢(shì)。