功能碎片化让SSD与闪存的界限更加模糊

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本文由半导体产业纵横编译自EETimesh2Jesmc

七八年前，闪存既昂贵又珍贵。但如今，基于NAND闪存的固态硬盘（SSD）在数据中心甚至笔记本电脑中无处不在。NAND种类多种多样，它现在还可以3D堆叠，并且有多种外形规格适用于不同的工作负载。数量如此之多，以至于SSD和闪存卡之间的界限更加模糊了。h2Jesmc

嵌入式存储厂商Virtium的营销副总裁斯科特表示，在为特定用例开发解决方案时，需求非常多样。所以不需要的特性和功能被剥离，直到可以做出解决客户问题的特定解决方案。“一种规格和产品并不适合所有人。技术向非接触式和自动化发展，疫情加速了这一趋势。越来越多的客户正在部署不同的处理单元，以便在边缘进行机器学习和人工智能，以进行数据记录和预测性维护，所有这些都是非接触式的。”h2Jesmc

但是将不同的尺寸，重量，功率考虑在内，标准的电脑并不适合放在任何地方，斯科特说到。“当部署在恶劣环境时，他们必须更坚固。与此同时，工作负载正变得越来越细分，从用于实时监控的流媒体视频到小块，也更加随机，比方说，电信空间中的引导加载程序。现在，人们需要构建一个8GB NVMe  M.2 SSD，这是最小的芯片密度。”h2Jesmc

被认为是SSD或其他闪存设备（如卡）之间的界限开始模糊的地方。斯科特指出， 最近的特斯拉故障暴露的嵌入式eMMC闪存设备的问题，使新的JEDEC交叉闪存（XFM）嵌入式和可移动存储设备（XFMD）标准具有吸引力。“这是特定需求。你不必把整个板子都拿出来。汽车应用需要以不同的外形规格进行更多的数据存储，就像数据中心已经发展到内部多样性。”h2Jesmc

斯科特还表示，这并不是说每个人都在试图创建自己的标准，而是他们正在试图解决一个问题，无论是可移动性还是容量限制，还是其他外形尺寸和适合性的挑战。"‘过大、过长、过短、过高’，实际上，作为SSD提供商，上面这样的要求越来越具有挑战性，特别是对于工业领域。"大型企业不需要具备这种多功能性，他们可以将产品线集中，为大型数据中心客户提供最新、最好的外形尺寸和接口。h2Jesmc

像美光科技这样的公司拥有较小的SSDS产品组合，但该产品组合也变得更加多样化。因为即使是数据中心，也有各种各样的，特别是处理人工智能和机器学习工作负载的数据中心。h2Jesmc

美光存储业务部门总经理Jeremy Werner表示，尽管处理器是数据中心的重要组成部分，但无法访问数据它们实际上无法做任何事情，这就是为什么SSD必须跟上步伐的原因。“我们生活在人类历史上前所未有的时期，我们正在实现的飞跃都依赖于快速分析大量数据。”h2Jesmc

美光计算和网络业务部门总经理Raj Hazra表示，计算方面一直备受关注，但从数据中获取洞察力以解决问题需要计算、内存、存储和网络之间的配合。"你必须存储数据，你必须传输数据，然后你必须处理数据。这需要更多的数据中心，这些数据中心可以经济高效扩展，更灵活处理不同的工作负载。h2Jesmc

Werner表示，美光的Gen4数据中心NVMe SSD在设计时考虑了客户的灵活性，它包括美光DRAM，控制器和固件，以及美光的异构内存存储引擎。新的Micron SSD有三种EDSFF外形尺寸，随着闪存变得越来越便宜，许多硬盘驱动器应用程序已经转向闪存。优化闪存的外形尺寸可以提高性能，从而减少数据中心的占用空间并降低能耗。h2Jesmc

美光的新SSD也是开放计算项目（OCP）标准的首批产品之一，该标准定义了合格应用程序的NVMe SSD要求。“这是一个重要的发展，因为当今市场上的许多NVMe SSD都弄了些脱节的功能，并且不一定具有很大的兼容性可互换性。Werner说，OCP标准的引入将有助于解决这个问题。”h2Jesmc

多种外形规格可以灵活适应不同的工作负载，但是不同的NAND闪存类型，存在碎片化的危险。虽然客户不再需要担心即使是写入密集型应用程序的耐用性，但有很多可用的SSD选项。h2Jesmc

NVMe组织在发布最新版本的规范时，新功能和特性可以探索，而不必与核心规范不可逆转地交织在一起，NVM Express技术工作组主席Peter Onufryk如是说。"我们非常看好计算存储，我们认为它会很棒。但也许它不会成功，"他说。h2Jesmc

Onufryk说，NVMe可以说是SSD成功的原因，这是想要一个简单的协议的结果，当时可用的协议非常复杂。“人们将NVMe与基于闪存的SSD联系起来，但目标是全部是NVM。这包括其他持久性/存储级内存，如Optane。”h2Jesmc

尽管其他非易失性存储器可以放入NVMe友好的外形尺寸（如SSD）中，但没有什么比NAND闪存的经济性更接近了。与此同时，旋转介质在数据中心仍然很有用，NVMe  2.0增加了对HDD的支持，更新了HDD支持所需的功能，管理功能和其他增强功能。具有讽刺意味的是，当SSD首次部署在数据中心时，它们与为硬盘驱动器设计的架构相关联。h2Jesmc

Objective Analysis首席分析师Jim Handy表示，在SSD之前，没有人注意到为硬盘驱动器提供服务的软件造成的瓶颈。"无论他们做得有多慢，它都不会像硬盘那么慢。当SSD出现时，该软件被确定为瓶颈，"因此对软件进行了大量的清理。他说，傲腾SSD没有真正蓬勃的原因之一是接口不利于3D Xpoint技术，尽管它比NAND闪存更快。"h2Jesmc

Handy说，东芝或三星特殊高速NAND芯片的高端SSD正在阻碍英特尔傲腾SSD发展。"它们目前还不是消费市场的设备。市场上大部分是高速NVMe SSD，还有低端消费类SSD，所有这些都使用标准NAND闪存构建，而NAND闪存SSD的物理外形尺寸已经从看起来像传统硬盘驱动器到更像是一片口香糖，成本和耐用性等常见问题已经很少被提及。h2Jesmc

软件的发展使人们更加关注什么是写密集型(write-intensive)软件和那些不是写密集型的东西。"以这样的方式将它们分开可以确定需要高写的某些区域，"Handy说。该软件旨在优化工作负载，即使对于写入密集型工作负载，耐用性也不再那么重要。"即使是磨损规格非常弱的驱动器也没关系，因为其正用于不会在磁盘上造成大量磨损的计算。h2Jesmc

得益于更好的软件、更智能的控制器、新的驱动器外形以及 NAND 本身的进步（包括堆叠的密度），适用于不同工作负载和物理环境的 SSD 选项增加。Virtium预计，未来一年将是NVMe在工业领域的重要一年，但仍有大量客户需要运行其他已建立接口（如SATA）的驱动器。"实际上，作为SSD提供商，这将越来越具有挑战性。h2Jesmc

随着市场变得越来越分散，在每个SSD细分市场中都可持续变得越来越困难。Onufryk 表示，“现在每个客户都想做不同的事情。因为市场的碎片化，功能集也变碎片化了。“h2Jesmc

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