超大规模数据中心对存储性能、容量和密度有着无尽的需求,近年来,SSD在原来的2.5/3.5寸盘的经典设计之外,推出了许多新的固态硬盘外形设计(Form-Factor),比如各种AIC卡还有尺子Ruler这种,尽可能地提高性能和容量。
铠侠的研究人员认为,其实还可以有一种更快的、更便宜的方式来满足云客户所需的固态存储解决方案:晶圆级固态硬盘。
晶圆级固态硬盘可以使用的是最先进的3D-QLC NAND,容量约为50TB,这样的设备可以提供超高性能。
晶圆级固态硬盘
SSD是怎么制作的?从沙子变成晶圆之后,需要切割晶圆,组装,封装,然后,贴在PCB板子上,装在硬盘子里,测试,然后贴上标签发出去,英特尔说,这一过程至少需要三四个月。而西数的晶圆级固态硬盘跳过了中间许多过程,直接用整个晶圆做SSD。
晶圆将使用铠侠的“超级多重探测技术”来发现并禁用有缺陷的3D NAND芯片,然后,把晶圆连接到带有I/O和电源连接器的电路板上。整个过程并行操作,以获得最大的顺序和随机IOPS性能。
铠侠认为,当前固态硬盘容量受制于外形因素和芯片封装技术的限制,而性能则受制于控制器(比如NAND通道数,以及ECC的执行效率)和PCIe接口标准。
在晶片级固态硬盘上,NAND通道非常多,远超常见的32个通道,通过PCIe6.0 x16接口标准后,将提供高达128 GB/s的带宽,由于通道数量非常多,IOPS也能轻松达到几百万。
非正式产品,处于概念和设想阶段
铠侠的首席工程师在VLSI Symposium 2020研讨会上描述了晶圆级固态硬盘的概念,这意味着晶圆级固态硬盘目前还不是铠侠公司路线图上的产品。
铠侠目前生产1.33 Tb 96层3D QLC NAND芯片,可提供高达132 MB/s的写入性能。300毫米的晶圆上大约可以有355个这样的芯片,假设成品率约为90%,可以得到大约320个好的芯片,也就是53 TB的原始3D QLC NAND。
如果基于300毫米3D NAND晶片打造晶圆级固态存储解决方案,最后看起来会更像一个标准的机架式服务器,它有自己的逻辑单元、PSU、冷却系统和其他组件(如网络接口)。
从存储密度的角度来看,它优势并不大,毕竟前不久Exadrive在一个3.5英寸的盘里放下了100 TB的容量,但从性能的角度来看,同等性能下,它的成本较低,有成本方便的优势。
页面更新:2024-05-16
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