为AI数据中心而生｜美光发布首款支持PCIe5.0的9550 SSD及首款G9 NAND（2650NVMe SSD）

随着AI应用的兴起，对于数据中心提出了更高的要求。而作为数据中心的关键数据存储和流转部件，SSD也面临着一系列新的挑战。

首先，GPU直接存储的能力变得愈发重要。数据中心SSD的一个关键趋势是更大的NAND裸片密度，这有助于推动更大容量的SSD，使系统构建者能够设计更多的服务器，以便拥有更大的容量或将更多的GPU或CPU放入服务器中。

另一个关键点是效率，即每瓦性能。高盛公司在2024年5月发布的一份报告中指出，目前每次ChatGPT查询所需的电力约为2.9瓦时，而一次普通的Google搜索仅需0.3瓦时。这显示出AI应用的电力消耗相对于传统计算任务的巨大增长。人工智能（AI）将导致数据中心的电力需求大幅增加。预计到2030年，数据中心的电力需求将增长160%，从目前的占全球总电力需求的1-2%上升到3-4%。这一增长将对全球电力需求产生重大影响，并可能导致碳排放量的显著增加。

另外，AI工作负载产生了巨大的数据流量，要求数据中心具备卓越的性能和扩展能力。现代数据中心需要具备高性能、低延迟和易于扩展的网络架构，以满足最苛刻的AI应用需求。此外，从使用寿命的角度来看，对于数据中心客户而言拥有一个适用于多代的通用架构非常重要，因为数据中心规模庞大，而且SSD的合格认证既昂贵又耗时。

今日的AI数据中心SSD，必须要具备更高的带宽、更低的延迟、更低的功耗、并适应更易拓展的网络架构。美光最新发布的首款支持PCIe5.0的数据中心SSD——美光9550 SSD。据悉这是一款业界性能领先的数据中心SSD，将提供E3.S（1T）的7.5mm版本，以及U.2版本（又称2.5英寸、15mm版本）和E1.S的15mm版本，满足客户对不同规格的需求。

美光9550 SSD：性能领先的PCIe5.0 SSD，性能与效率的结合

据美光存储事业部产品管理总监Bill Bollengier介绍，9550 SSD搭载了美光最新款控制器，该控制器基于美光自有的架构，成为其核心的新组件。除了采用美光自主研发的控制器和G8 NAND闪存外，9550 SSD还配备了美光DRAM，并使用了美光设计和开发的固件。该产品在新加坡和马来西亚的工厂生产，从设计到制造全程由美光自主完成。此外，它还包含了SSD中常见的所有保护和安全功能，支持所有最新的行业安全标准。美光还提供站点证书等功能，为需要的客户提供额外的安全保障层。

据悉，美光 9550 SSD 在顺序读取、顺序写入、随机读取和随机写入这四大关键性能指标上表现优异。尤其在顺序读取、随机读取和随机写入方面，9550 SSD 展现了卓越的速度。和其他PCIe5.0的竞品比较，美光9550 SSD在顺序读吞吐量上和竞品表现一致，均为14.0GB/s；但在顺序写吞吐量上高出竞品67%，达到了10.0GB/s。在随机吞吐量上高出35%，达到了3,300 KIOPS，随机写吞吐量上高出33%，达到了400 KIOPS。

9550 SSD 还针对各种 AI 工作负载进行了优化，特别是在 NVIDIA H100 GPU 平台上表现出色。该优化基于图神经网络（GNN）工作负载，利用大加速器内存（BaM）和 GPU 直连存储（GIDS）技术，使其在 GNN 工作负载测试中不论是性能、速度还是功耗等方面都实现了比竞品更好的表现：在负载加载速度上比同类产品快了33%，仅需2.7s（采样时间）+ 1.4s（特征聚合时间）+ 18.3s（训练时间）。在性能表现上比同类产品高了60%，达到了11.9GB/s。在SSD总能耗方面比同类产品减少了43%，仅为16.6W，消耗371J。在整体数据中心能源消耗方面比竞品低了29%，仅消耗15KJ。

美光2650NVMe SSD：最新G9 TLC NAND量产， 3.6 GB/s数据传输速率

对于NAND闪存而言，堆叠层数的增加具有重要意义。首先，它能显著提高存储密度，使相同物理面积上可以集成更多存储单元，从而提升存储容量。其次，通过增加堆叠层数，生产成本可以降低，使高容量闪存更为经济实惠。此外，堆叠层数的增加还能改进整体性能，通过更高效的数据传输和访问方式提高读取和写入速度。同时，3D NAND技术使得每个存储单元的物理尺寸保持较大，提高了闪存的耐用性和可靠性，并减少了电干扰，增强了数据保持能力。最后，随着堆叠层数的增加，每单位存储容量的能耗也会降低，这使得3D NAND在存储器市场中具有重要的地位。

作为3D NAND技术领先厂商之一，美光近日宣布最新的276层G9 TLC NAND量产，搭载G9 NAND的首个产品型号为2650NVMe SSD，可以达到3.6 GB/s的数据传输速率。

据美光存储事业部 NAND 产品生命周期管理及应用工程总监Daniel Loughmiller介绍，G9 NAND 技术凭借卓越的 NAND 输入/输出（I/O）速率，能够满足数据密集型工作负载的高吞吐需求，其数据传输速率比当前 SSD 中的 NAND 技术快 50%。在带宽方面，与市场上现有的同类 NAND 解决方案相比，美光 G9 NAND 的每颗芯片写入带宽和读取带宽分别高出 99% 和 88%。这些优势共同提升了 SSD 和嵌入式 NAND 解决方案的性能与能效。

美光G7 NAND有176层，G8 NAND增加到了232层，而最新的G9 NAND达到了276层。更多的的堆栈层数带来了存储密度的增益和更小封装实现。据悉，G9 NAND 的密度提高了 73%，并且封装尺寸更小，端口面积比其他产品小 28%。这种设计使得 G9 NAND 适用于多个领域，包括数据中心和客户端 SSD。客户端 SSD 也是 G9 TLC NAND 首次出货的应用领域。此外，G9 NAND 还将进入汽车和嵌入式应用以及移动应用。

结语

作为美光首款支持PCIe5.0的SSD，美光9550 SSD为AI数据中心而生，能够助力AI应用加速发展。而2650NVMe SSD作为美光276层G9 TLC NAND技术的首款量产产品，将以3.6 GB/s数据传输速率实现汽车等各类嵌入式应用赋能，加速边缘计算应用发展。
Bill Bollengier表示，PCIe 5.0正处于过渡阶段，预计将成为数据中心消耗的最大部分，这一过程大约需要3到4年。
Daniel Loughmiller表示，随着层数的增加，层数的重要性越来越低，而真正成为美光关注焦点的是其他因素。美光目前正在研究多项前沿技术，并预计层数将继续增加。QLC技术是美光领先的领域，美光将持续将QLC作为优先发展方向。