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，強大的數(shù)據(jù)中心需求亦對存儲器提出了更高的要求。


大容量SSD正當(dāng)時

AI存儲新寵爭奪戰(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更是高達數(shù)萬億參數(shù)。

面對萬億級別的參數(shù)量，HBM（高帶寬存儲器）作為一款新型的CPU/GPU內(nèi)存芯片應(yīng)運而生。憑借高帶寬、高容量、低延時與低功耗等優(yōu)勢，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SSD）也因為其高容量、低功耗、快速讀取速度等優(yōu)勢，逐漸成為數(shù)據(jù)中心存儲解決方案的首選。尤其是隨著北美客戶擴大存儲產(chǎn)品訂單，QLC企業(yè)級SSD的需求也隨之攀升。據(jù)全球市場研究機構(gòu)TrendForce集邦咨詢預(yù)估，2024年，QLC企業(yè)級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)寫入頻率相對較低。與HDD相比，QLC企業(yè)級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)勢外，QLC企業(yè)級SSD在AI應(yīng)用搭載提升的另一個重要原因是，更優(yōu)的TCO總體擁有成本優(yōu)勢。具體而言，憑借更高的存儲密度，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，在滿足高性能存儲需求的基礎(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SSD正逐漸取代HDD成為人工智能存儲領(lǐng)域的又一個新寵，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)用場景。


存儲芯片巨頭擴產(chǎn)搶占AI市場

面對AI帶來的巨大市場機遇，存儲芯片領(lǐng)域的巨頭們紛紛加大產(chǎn)能擴張力度，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、美國奧斯汀等地擴建存儲芯片工廠，預(yù)計到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)中心的高端存儲產(chǎn)品。

另一家存儲芯片巨頭西部數(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:＂我們正處于一個數(shù)據(jù)爆炸的時代，對存儲芯片的需求將持增長。＂

產(chǎn)能擴張面臨設(shè)備供應(yīng)挑戰(zhàn)

大規(guī)模擴產(chǎn)存儲芯片產(chǎn)能并非一蹴而就。制造存儲芯片需要大量先進的生產(chǎn)設(shè)備，比如光刻機、離子注入機、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)最先進的EUV光刻機，單臺價格高達1.2億美元。由于產(chǎn)能有限，ASML的EUV光刻機一機難求，三星、英特爾等芯片巨頭都曾遭遇供貨延遲。

除了光刻機，其他如離子注入機、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)等大廠的擴產(chǎn)需求。


抓住AI增長點，存儲廠商各顯神通

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

三星電子在下行周期的價格戰(zhàn)中，采取了積極的降價策略，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)移動端AI部署的需求，計劃推出使用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，這意味著未來移動端大模型載入、運行的效率將得到進一步提高，這對高度重視移動設(shè)備體驗感的品牌來說，也是影響采購的關(guān)鍵因素之一。

在PC端，三星電子預(yù)測PC端的SSD產(chǎn)品將進入PCIe 5.0時代，為此三星電子推出了兼容PCIe 5.0的存儲產(chǎn)品，以解決AI時代下因大量數(shù)據(jù)傳輸造成的PC負載。

另一邊，SK海力士憑借HBM、DDR5的價格優(yōu)勢，以及高容量服務(wù)器DRAM模組的獲利，同樣在2023年年底實現(xiàn)了營收增長。現(xiàn)階段，擴大HBM產(chǎn)能、加快先進制程研發(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廠商也同樣如此，從行業(yè)大方向來看，存儲廠商加快追逐新制程工藝的節(jié)奏是大勢所趨。

針對端側(cè)AI的新需求，SK海力士宣布開發(fā)移動端NAND閃存解決方案產(chǎn)品“ZUFS 4.0”，計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、數(shù)碼相機等電子產(chǎn)品打造的通用閃存存儲（UFS）改善數(shù)據(jù)管理效率的新產(chǎn)品。毫無疑問，ZUFS 4.0瞄準的正是搭載端側(cè)AI的智能手機，如果真能有效提高存儲讀寫效率，改善端側(cè)大模型的運行體驗，那對于AI手機來說，確實是值得考慮的存儲產(chǎn)品。

相比起海外存儲芯片公司，國內(nèi)存儲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、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，推出了TCM模式，即對技術(shù)-合約-制造三個環(huán)節(jié)進行整合，為客戶提供定制化，且具備競爭力的存儲產(chǎn)品、解決方案和個性化服務(wù)。


結(jié)語

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

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