寶存科技扎根于中國本土，2015年被慧榮科技收購后，曾推出業(yè)界首款3D閃存單卡，容量達全球最大12.8TB。近年來不斷輸出高性能企業(yè)級SSD固態(tài)存儲解決方案，到底什么樣的主控平臺方案能夠加速SSD的競爭力、加速存儲創(chuàng)新？什么是寶存科技持續(xù)創(chuàng)新的驅(qū)動力？一探究竟。
企業(yè)級SSD市場趨勢
存儲技術(shù)在不斷演進，NVMe正逐漸成為新時代的焦點。談到SSD市場，姜海提到，國產(chǎn)SSD各方面技術(shù)在崛起，挑戰(zhàn)不斷加強，價格競爭激烈，除了傳統(tǒng)高性能之外，還需要相應(yīng)的QoS/延遲的支持，分區(qū)性能隔離，以及SR-IOV應(yīng)用的支持。
隨著盤的容量增加，SSD性能要以線性增長，還要考慮能源效率、雙碳目標。PCle Gen4 SSD大家以為是很短命的一個產(chǎn)品，現(xiàn)在因為各種因素的疊加，壽命變長。PCle Gen5 SSD從今年開始引入市場，上量要到2025/2026年。數(shù)據(jù)中心整體來看，面向應(yīng)用的優(yōu)化，包括ZNS、FDS，CXL SSD、存算方面，在BATT的性能和容量上產(chǎn)生了很多細分，除了標盤、定制盤之外，包括Formfactor方面U.2在國內(nèi)有比較廣泛的接受度，市場細分增強，包括E1.S，E3.S, 容量從2T到4T， 再到8T，這是未來主流，高容量16T、32T，這部分會以QLC探索為主。
SSD設(shè)計面臨挑戰(zhàn)
SNIA對NVMe SSD應(yīng)用類型做了分類，每種細分市場上都有自己的特點，終端細分市場的NVMe SSD的要求越來越復(fù)雜，包括功能、創(chuàng)新架構(gòu)等等，讓數(shù)據(jù)中心的SSD不再“簡單”，企業(yè)級的存儲也變得越來越“困難”。其他的部分不同就是有ZNS，寶存科技曾推出 OpenChannel SSD，后來慢慢切到ZNS，數(shù)據(jù)中心方面，大家在美國閃存峰會看到了FDP的探索，對比不同的生態(tài)，比如ZNS生態(tài)比較弱，大家需要投入更多的精力，F(xiàn)DP對上層的生態(tài)建設(shè)容易一些，快速一些，但都在探索之中。OCP SPEC2.0有300多項，每一項都有自己的特點，甚至有點變速，需要進行調(diào)整。企業(yè)與云數(shù)據(jù)中心的大多數(shù)應(yīng)用程序最關(guān)心性能和多Namespace下的QoS隔離控制。
外形與功耗規(guī)格呈現(xiàn)多樣化。一個盤要保證性能的同時，還有穩(wěn)定性、可靠性的要求，環(huán)保、各種指標以及靈活的功耗控制。不同的NAND，迭代次數(shù)越來越多，其他部分涉及DDR4、DDR5的迭代，包括盤性能調(diào)優(yōu)的挑戰(zhàn)，可靠性的保證，還有功能等多維度的支持，大家的開發(fā)資源和投入非常大。
如何通過一個平臺來解決這些問題，減少產(chǎn)品上市前的投入時間和成本？
寶存/慧榮創(chuàng)新技術(shù)賦能企業(yè)用戶
SMI慧榮科技在主控能效把控方面具有優(yōu)勢，NAND方面，其主控產(chǎn)品線分布廣泛，涉及NAND閃存的特性提取、NAND算法、糾錯引擎以及FTL的算法集成，整體上可兼容未來NAND最高性能。此外，其定制能力通過了市場的充分檢驗。
值得一提的是，SMI MonTitan企業(yè)級控制器平臺，具有支持數(shù)據(jù)中心和企業(yè)存儲的豐富功能。采用固件定義、硬件加速架構(gòu)的方式，通過性能整形、功耗整形引擎實現(xiàn)調(diào)優(yōu)。從設(shè)計上，讓芯片尺寸適合于所有外形的尺寸。
姜海提到，企業(yè)級主控最核心的部分有兩塊，第一是屬于控制平面和數(shù)據(jù)平面的切分，第二是固件和硬件能力邊界的區(qū)分。例如，有一些主控是以固件操作為主，它的好處就是因為固件掌控，對標準的演化各方面支持很好，可控性很高，但是為了達到比較好的效率，需要很多CPU的核，功耗較高，也比較貴。另外一種路線是主控以硬件加速為主，性能、功耗表現(xiàn)較好，但可定制化能力弱，新的標準需要定義時主控就需要重新修正。
設(shè)計主控時對邊界進行量化的分析和模擬，有四個好處：第一，統(tǒng)一固件的編程模型，第二，不管新的標準如何演化，固件可以向未來兼容；“大家在做SSD時要調(diào)功耗、調(diào)性能、調(diào)QoS各方面緯度折中的時候，我們有便利的設(shè)施進行操作；客戶的定制要求可以比較迅速地進行配置和滿足，”姜海表示，其團隊研發(fā)的固件支持模式有三種：Turnkey、Layered、SDK。SDK開發(fā)自由度較大，但投入的資源比較高，開發(fā)上市的時間比較長；Turnkey上市時間快，但可定制化的時間比較少；Layered即保證上市時間的同時，還可以保證相應(yīng)的自由度和靈活度。分層固件架構(gòu)，由底層的硬件框，中間用于隱藏ASIC的實現(xiàn)細節(jié)和復(fù)雜度的硬件抽象層，以及最上面的SSD算法核心層（包括FTL、包括控制和管理）組成。松耦合的層次組合形式允許企業(yè)用戶覆蓋或修改相應(yīng)的模塊，從而實現(xiàn)定制化。
“我們在QLC方面做了相應(yīng)的探索，結(jié)合ZNS基本上是解鎖QLC的成本和容量優(yōu)勢，以及用ZNS的加持，成本進一步減少，功耗、性能、耐久度上符合數(shù)據(jù)中心的訴求和要求?！苯１硎?，所有東西都離不開強大的本土化的支持。希望與業(yè)界同仁共謀行業(yè)發(fā)展與創(chuàng)新之道。
寫在最后
從2011年至今，寶存科技提供了諸多標準化NVMe SSD，以及定制化Open Channel SSD 企業(yè)級固態(tài)存儲產(chǎn)品，持續(xù)幫助企業(yè)用戶優(yōu)化IT系統(tǒng)架構(gòu)與性能，實現(xiàn)降本增效。期待看到寶存與慧榮在后續(xù)行業(yè)應(yīng)用方面的更多創(chuàng)新成果。
