存儲(chǔ)市場(chǎng)SSD主控芯片賽道迎來(lái)重量級(jí)新“玩家”：11月1日，阿里巴巴平頭哥宣布推出旗下首款SSD主控芯片——鎮(zhèn)岳510，進(jìn)軍企業(yè)級(jí)SSD市場(chǎng)。

平頭哥介紹，鎮(zhèn)岳510內(nèi)置玄鐵910 RISC-V多核CPU，采用平頭哥自研芯片架構(gòu)，支持PCle 5.0主機(jī)接口以及DDR5.0內(nèi)存接口。

性能上，鎮(zhèn)岳510支持3400K IOPS的能力，每瓦功耗可提供420K IOPS的性能，實(shí)現(xiàn)4μs超低時(shí)延，比業(yè)界主流降低30%以上 ，誤碼率低至10^-18。

該款芯片將首先在阿里云上線使用，可應(yīng)用于AI、在線交易、大數(shù)據(jù)分析、高性能數(shù)據(jù)庫(kù)等業(yè)務(wù)場(chǎng)景。

平頭哥「不走尋常路」

邁進(jìn)企業(yè)級(jí)SSD主控芯片領(lǐng)域

資料顯示，平頭哥半導(dǎo)體于2018年9月宣布成立，是阿里巴巴集團(tuán)的全資半導(dǎo)體芯片業(yè)務(wù)主體。平頭哥在成立之后，在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域投入大量研發(fā)并取得了一系列成果，但這一階段，平頭哥更多的向外界展示的是一家算力芯片公司形象，推出產(chǎn)品包括通用CPU倚天710、AI推理芯片含光800等產(chǎn)品。

盡管存儲(chǔ)作為云數(shù)據(jù)中心的核心組件之一，擁有廣闊的市場(chǎng)空間，但這一市場(chǎng)幾乎被傳統(tǒng)存儲(chǔ)企業(yè)掌握，鮮有互聯(lián)網(wǎng)科技巨頭涉足，平頭哥進(jìn)入存儲(chǔ)領(lǐng)域看似是在不走尋常路。

但對(duì)于平頭哥而言，SSD主控芯片的技術(shù)發(fā)展迎來(lái)了新的節(jié)點(diǎn)，此刻入局是最佳時(shí)機(jī)。平頭哥產(chǎn)品總監(jiān)周冠鋒表示,過(guò)去幾年SSD接口已經(jīng)從PCle 3.0、 PCle 4.0過(guò)渡到PCle 5.0，2023年是SSD從PCle 4.0到PCle 5.0演進(jìn)的節(jié)點(diǎn)，因此平頭哥提前規(guī)劃了這顆支持PCle 5.0的SSD主控芯片，以應(yīng)對(duì)全新的市場(chǎng)趨勢(shì)。

另一方面，云計(jì)算定義硬件正在成為新的趨勢(shì)，2021年，平頭哥推出首顆為云而生的CPU倚天710，該芯片通過(guò)阿里云對(duì)外服務(wù)，可大幅提升算力性價(jià)比，目前已服務(wù)小米、嘉豐永道、新開(kāi)普等公司。而現(xiàn)在，云存儲(chǔ)也亟需從底層芯片上實(shí)現(xiàn)變革。

因此，平頭哥推出這顆SSD主控芯片也在情理之中。據(jù)介紹，平頭哥SSD主控芯片從2021年上半年正式立項(xiàng)，并逐步掌握了SSD主控芯片設(shè)計(jì)的全部技術(shù)，經(jīng)過(guò)兩年時(shí)間的研發(fā)，鎮(zhèn)岳510正式在云棲大會(huì)期間問(wèn)世，并在多項(xiàng)核心指標(biāo)上位居業(yè)界領(lǐng)先地位。

當(dāng)然，平頭哥并沒(méi)有盲目布局，在存儲(chǔ)這條產(chǎn)品線上會(huì)保持相對(duì)克制的策略。周冠鋒強(qiáng)調(diào)，鎮(zhèn)岳510平頭哥目前會(huì)繼續(xù)沿著高端企業(yè)級(jí)路線進(jìn)行演進(jìn)，不會(huì)拓展到消費(fèi)級(jí)、車(chē)規(guī)、工規(guī)等市場(chǎng)。


企業(yè)級(jí)SSD與消費(fèi)級(jí)SSD的區(qū)別

眾所周知，SSD根據(jù)使用的場(chǎng)景不同，分為企業(yè)級(jí)SSD和消費(fèi)級(jí)SSD。消費(fèi)級(jí)SSD就是普通消費(fèi)者們?cè)趥€(gè)人PC、筆記本等設(shè)備上使用安裝的SSD，企業(yè)級(jí)SSD則被應(yīng)用在各大數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器中，那么企業(yè)級(jí)SSD與消費(fèi)級(jí)SSD之間的區(qū)別在哪？

企業(yè)級(jí)SSD多用于7x24小時(shí)運(yùn)行的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器，對(duì)產(chǎn)品的實(shí)時(shí)反應(yīng)以及數(shù)據(jù)安全穩(wěn)定性具有較高要求，同時(shí)也對(duì)SSD的讀寫(xiě)速度以及響應(yīng)延遲都有著更嚴(yán)苛的要求。而消費(fèi)級(jí)SSD并不像企業(yè)級(jí)SSD一樣長(zhǎng)時(shí)間滿載，只在初始時(shí)間提供較高的讀寫(xiě)性能，但隨著讀寫(xiě)數(shù)據(jù)量的增加會(huì)逐漸降速，并且響應(yīng)延遲也會(huì)有一定增長(zhǎng)。

斷電保護(hù)也是SSD上必不可少的一環(huán)，但企業(yè)級(jí)SSD相比消費(fèi)級(jí)更為嚴(yán)苛。企業(yè)級(jí)SSD配備了專用電容以及斷電保護(hù)電路，在突然斷電時(shí)由SSD主控從專用電容中獲取電能，以留出足夠的時(shí)間來(lái)完成現(xiàn)有的寫(xiě)入任務(wù)，降低數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)。消費(fèi)級(jí)SSD的斷電保護(hù)則是在固件算法層面實(shí)現(xiàn)，一般只能保護(hù)FTL（閃存轉(zhuǎn)譯層）的數(shù)據(jù)，避免掉盤(pán)變磚，而無(wú)法保護(hù)DRAM中緩存的其他用戶數(shù)據(jù)。

SSD有幾個(gè)關(guān)鍵的指標(biāo)來(lái)衡量其可靠性，UBER（Uncorrectable Bit Error Rate，不可修復(fù)的錯(cuò)誤比特率）和MTBF（Mean Time Between Failure, 平均故障間隔時(shí)間）。這也是區(qū)分企業(yè)級(jí)和消費(fèi)級(jí)SSD的重要標(biāo)準(zhǔn)，消費(fèi)級(jí)SSD的UBER通常為每10^16個(gè)bit中出現(xiàn)1個(gè)錯(cuò)誤，企業(yè)級(jí)SSD的UBER則要求每10^17個(gè)bit中出現(xiàn)1個(gè)不可修復(fù)錯(cuò)誤。消費(fèi)級(jí)SSD的MTBF通常為150萬(wàn)小時(shí)，企業(yè)級(jí)SSD的MTBF至少要保持200萬(wàn)小時(shí)。

通常情況下，企業(yè)級(jí)SSD必須能夠承受需全天24小時(shí)訪問(wèn)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的常見(jiàn)情形中繁重的寫(xiě)入活動(dòng)，而個(gè)人消費(fèi)級(jí)SSD每天大概只有不超過(guò)12小時(shí)的充分利用時(shí)間，因此對(duì)于產(chǎn)品的耐用度要求也是不一樣的。消費(fèi)級(jí)TLC SSD中，通常1TB容量能夠提供600T總寫(xiě)入壽命，而企業(yè)級(jí)則是以DWPD來(lái)計(jì)算耐用度，5年質(zhì)保的1.92TB SSD提供1 DWPD意味著保修期內(nèi)能夠每天整盤(pán)寫(xiě)入1次，也就是總共3504TB的寫(xiě)入壽命。


未來(lái)需求

過(guò)去幾個(gè)月由于需求不足及供應(yīng)過(guò)剩，NAND閃存和SSD的平均銷售價(jià)格都在一直下降。由于業(yè)界更多地選用SSD，以替換以往的HDD，使得SSD銷售數(shù)量和總銷售額都出現(xiàn)了增長(zhǎng)。

2022年SSD的市場(chǎng)規(guī)模為290億美元，銷售數(shù)量為3.52億，研究機(jī)構(gòu)Yole Group預(yù)計(jì)五年后的2028年，SSD市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到670億美元，銷售數(shù)量增加至4.72億，2022年至2028年的復(fù)合年增長(zhǎng)率約為15%。

2022年的3.52億塊SSD里，企業(yè)級(jí)SSD約有5500萬(wàn)塊，其余為客戶端SSD。企業(yè)級(jí)SSD以PCIe SSD為主，約占55%，也就是3000萬(wàn)塊左右，PCIe SSD的比例到了2028年將上升至71%，對(duì)應(yīng)的是7900萬(wàn)塊。客戶端SSD的PCIe SSD比重也會(huì)同樣增加，占比從2022年的85%提升至96%，數(shù)量從2.52億增加至3.47億。

Yole Group預(yù)計(jì)2028年將有69%的企業(yè)SSD使用PCIe 5.0接口，而使用PCIe 6.0接口的SSD占比為16%。如果是客戶端SSD，2028年P(guān)CIe 6.0 SSD僅占微不足道的3%。

2022年SSD的市場(chǎng)規(guī)模從2021年的340億美元降至290億美元，在Yole Group看來(lái)這種急劇下滑是一次性事件。由于市場(chǎng)存在較多不確定因素，Yole Group沒(méi)有對(duì)2023年市場(chǎng)的整體前景、數(shù)量和金額作出預(yù)測(cè)，不過(guò)認(rèn)為客戶端SSD為了幾年的需求都相對(duì)疲軟，而企業(yè)SSD會(huì)受到數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域需求的推動(dòng)。

PCIe 4.0 SSD發(fā)展前景大

據(jù)IDC針對(duì)中國(guó)企業(yè)級(jí)SSD市場(chǎng)份額的研報(bào)統(tǒng)計(jì)，2021年市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)16.2%，達(dá)到32.8億美元(約合人民幣225.3億)，約占全球市場(chǎng)的16.9%。此外，該機(jī)構(gòu)還預(yù)測(cè)，到2025年，全球SSD市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到255.1億美元，中國(guó)企業(yè)級(jí)SSD市場(chǎng)規(guī)模將增至489億元人民幣，5年間的復(fù)合增速約25%，其中PCIe SSD市場(chǎng)份額比例將從2020年的59%增至90%。

近年來(lái)，中國(guó)大陸存儲(chǔ)廠商積極發(fā)力PCIe 3.0、PCIe 4.0，以及PCIe 5.0企業(yè)級(jí)SSD。TrendForce數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)企業(yè)級(jí)SSD的出貨量在2019年還不到400萬(wàn)片，預(yù)計(jì)到2025年將超過(guò)1,300萬(wàn)片，其中的年增長(zhǎng)率將超過(guò)18%。其中，英特爾和三星依托技術(shù)生態(tài)、供應(yīng)鏈整合等能力要素處于主導(dǎo)地位，市場(chǎng)占比合計(jì)接近70%。同時(shí)，本土廠商實(shí)力正在快速提升，這將有望改變當(dāng)下的市場(chǎng)格局。

薛立成指出，一款成功的產(chǎn)品要有準(zhǔn)確的市場(chǎng)定位。未來(lái)三到五年，企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)市場(chǎng)會(huì)以PCIe 4.0 SSD為主。未來(lái)4年，PCIe 4.0的占比超過(guò)了70%，國(guó)內(nèi)外的PCIe 4.0 CPU生態(tài)系統(tǒng)都具備完全的成熟度，可以說(shuō)PCIe 4.0的SSD也是不折不扣的剛需產(chǎn)品。另外，隨著NVMe 2.0的推出，更多用戶希望未來(lái)的SSD能支持，包括分區(qū)命名空間、Endurance Group管理等新特性，前者可有效地減少客戶對(duì)磁盤(pán)的寫(xiě)入數(shù)量，后者可為多用戶、多應(yīng)用提供與之匹配的性能。因此，既支持PCIe 4.0接口又支持NVMe 2.0協(xié)議的STAR2000，將能在企業(yè)級(jí)SSD市場(chǎng)上贏得認(rèn)可。