點擊藍字 關(guān)注我們 ? ? ? ? 2022年已經(jīng)收官，回顧2022年的存儲市場，經(jīng)歷了2021年一整年需求的旺盛和供應(yīng)的短缺，NAND和SSD市場在2022年回歸常態(tài)，但由于經(jīng)濟下滑、需求疲軟及地緣政治等因素，2022年全年以平淡和下跌的態(tài)勢對2021年的高潮行情做了一個反饋和修正。展望未來2023年，當企業(yè)去庫存和NAND原廠減產(chǎn)動作完成后，需求回歸，可以看到NAND和SSD市場將回歸到一個正常的狀態(tài)。消費類電子市場從需求疲軟恢復(fù)到正常存在一定的變數(shù)，但企業(yè)級市場的增長相對比較明確。

2020-2022年，由于疫情導(dǎo)致遠程辦公和在線教育需求的提升，同時產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型對于高強度運算的需求比過往更強烈，更多的互聯(lián)網(wǎng)、IT廠商都布局了數(shù)據(jù)中心，這也帶動了數(shù)字化逐步向云上發(fā)展。且考慮到AI和5G等關(guān)鍵設(shè)施的投資，用于服務(wù)器的存儲器需求將會更明確，展望中長期的未來，數(shù)據(jù)中心、服務(wù)器會成為存儲器市場的關(guān)鍵驅(qū)動力。

各大原廠將在2023年增加用于服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心的產(chǎn)品，美光、SK海力士和三星電子都在2022年第三季度財報中提到了一些新動能的出現(xiàn)：數(shù)據(jù)中心、服務(wù)器將會成為存儲器市場的下一個強勁的驅(qū)動力。因此，對于企業(yè)級SSD來說，數(shù)據(jù)中心和服務(wù)器對于企業(yè)級SSD增長的需求將引領(lǐng)新一輪SSD的增長。

1.企業(yè)級SSD市場

據(jù)IDC機構(gòu)統(tǒng)計，全球企業(yè)級SSD出貨量將從2020年約4750萬塊增長到2021年5264萬塊左右，年均增長率為10.7%，預(yù)計到2025年，將增加到7436萬塊左右。從整體上看，2020年到2025年，企業(yè)級SSD出貨量始終保持上升趨勢【1】。 ? 其中，由于PCIe SSD擁有更高的性能及更好的軟件和平臺生態(tài)，SATA和SAS SSD將逐步被PCIe SSD取代，份額逐步降低。預(yù)測企業(yè)級PCIe SSD在企業(yè)SSD中的出貨量占比會從2020年的46.9%大幅增長到2025年的88.9%【1】，成為企業(yè)級SSD市場的主流產(chǎn)品，因此PCIe SSD將引領(lǐng)和驅(qū)動整體企業(yè)級SSD的增長。 ? 從另一個維度出貨容量看，除了冷存儲磁帶之外，溫熱數(shù)據(jù)企業(yè)級存儲應(yīng)用以HDD磁盤和SSD固態(tài)存儲兩種產(chǎn)品為主。Gartner分析師認為，2020-2026年，預(yù)測企業(yè)級SSD出貨容量以年均37%快速增長【2】，但由于HDD低廉的價格，目前80%的數(shù)據(jù)還依然存儲在HDD上，未來憑借企業(yè)級SSD成本的不斷下降，以及相對于HDD更好的可靠性、性能和功耗等優(yōu)勢，企業(yè)級SSD占比將不斷的攀升，持續(xù)滲透企業(yè)級HDD市場，市場空間巨大。預(yù)測到2026年，企業(yè)級SSD出貨容量占比整體HDD&SSD容量將增長到30%。 ? 總之，企業(yè)級SSD是固態(tài)存儲中的黃金賽道，一路向前，無論是營收還是出貨容量，將引領(lǐng)固態(tài)存儲市場的高速增長。 ? 國內(nèi)市場方面，全球數(shù)字化進程加速，國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)、電信、政府、金融、能源等千行百業(yè)也在進行著數(shù)字化躍遷，數(shù)字中國進入全面建設(shè)期。除了傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字中心繼續(xù)擴建擴容，由電信政府主導(dǎo)的東數(shù)西算數(shù)據(jù)中心布局在加速進行著，這無疑加速了數(shù)據(jù)中心對服務(wù)器和服務(wù)器對存儲的需求，因此直接加速了企業(yè)級SSD需求的增長。 ? TrendForce數(shù)據(jù)顯示，我國企業(yè)級SSD快速增長，2019年出貨量不到400萬塊，到2025年預(yù)計將超過1300萬片，年均增長率保持在18%以上，發(fā)展空間廣闊。2019年，我國企業(yè)級 SSD市場規(guī)模不足100億元，2021年，總規(guī)模已經(jīng)超過200 億元【1】。

2.企業(yè)級SSD過去、現(xiàn)在和未來

企業(yè)級SSD經(jīng)過多年的發(fā)展，按企業(yè)級系統(tǒng)需求以其獨有的設(shè)計，結(jié)合NAND、控制器、總線速度、協(xié)議標準等不斷發(fā)展和演進，不斷給客戶提供更快速度、更低功耗、更高壽命、始終高可靠、更安全、更低$/GB的SSD產(chǎn)品?；厥者^往，梳理一下企業(yè)級SSD的重要技術(shù)參數(shù)發(fā)展史：

企業(yè)級SSD歷史技術(shù)發(fā)展參數(shù)表

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早期的企業(yè)級SSD始于企業(yè)級HDD相似的規(guī)范設(shè)計，相同的SATA接口、2.5寸尺寸及同樣的命令集，不同的是HDD使用磁介質(zhì)，SSD使用NAND，但性能大幅提升，并且可靠穩(wěn)定，逐步成為了高性能企業(yè)級存儲設(shè)備的首選，可以說企業(yè)級SATA SSD是企業(yè)級SSD的開山鼻祖。同時這是一項顛覆性技術(shù)，相比較于HDD，客戶從企業(yè)級SATA SSD體驗到了高速的爆發(fā)式的性能，為高性能存儲設(shè)備無論是服務(wù)器還是存儲陳列提供了堅實的底座。

2006年，一家名叫Fusion-io的公司成立了，他提出用最適用于閃存的方式處理閃存，把PCI-E和NAND閃存的特長結(jié)合到一起，找出二者協(xié)同工作的方式，隨后推出了iodrive產(chǎn)品，打破了SATA IO的帶寬瓶頸。

無獨有偶，2011年，國內(nèi)寶存信息科技（Shannon Systems）成立，同F(xiàn)usion-io相似的產(chǎn)品理念，于2014年發(fā)布了Direct-IO單卡6.4TB容量的閃存卡，PCIe 2.0x8接口，在SATA SSD基礎(chǔ)上實現(xiàn)了7倍性能的提升，具有改變當時競爭格局的潛力，可以說這是國內(nèi)較早的PCIe SSD的雛形。

在那個時代，F(xiàn)usion-io和寶存科技都做出了PCIe SSD產(chǎn)品的雛形，行業(yè)先驅(qū)。但受限于其協(xié)議和命令是私有定義，沒有成為標準，很難在X86及其他系統(tǒng)上被廣泛部署?；诖?，Intel老大哥，作為服務(wù)器CPU平臺的絕對領(lǐng)導(dǎo)者扛起大任，和NVMe委員會一起在2011年3月發(fā)布了NVM Express規(guī)范的1.0版本，將PCIe SSD協(xié)議統(tǒng)一化和標準化，PCIe SSD也因此發(fā)揚光大。

NVMe是第一個真正滿足高速存儲介質(zhì)需求的全新協(xié)議，基于PCIe接口協(xié)議設(shè)計極簡高效。也正因于此，SSD順利的從SATA過渡到了PCIe SSD，然后衍生出被大量應(yīng)用的企業(yè)級NVMe PCIe 3.0 SSD，新的U.2 form factor, 更大容量的NAND, 更快速NAND接口速度以適配PCIe 3.0x4前端帶寬，更高性能更低功耗的控制器。

這就像一場接力賽，從HDD、SATA SSD到PCIe SSD，一個個新的顛覆性技術(shù)的出現(xiàn)，加以NAND、主控、協(xié)議、驅(qū)動、軟件和平臺相互適配，在這個大家庭里，各個廠商各司其職，通力配合，最終完成各個SSD產(chǎn)品的商業(yè)落地以及各代次產(chǎn)品的迭代和提升。

如今PCIe SSD已經(jīng)廣泛進入到企業(yè)級存儲中，占有80%（按出貨容量）的固態(tài)存儲份額，并邁入PCIe 4.0時代。我們具體看下當前及未來企業(yè)級SSD的狀態(tài)：

平臺：當前企業(yè)級SSD以PCIe 4.0x4 SSD為主，適配的x86平臺有Intel的IceLake和AMD的Milan，及部分ARM CPU和國產(chǎn)CPU平臺。展望2023年，基于AMD Genoa、Intel Sapphire Rapids、支持PCIe 5.0接口ARM服務(wù)器CPU和國產(chǎn)CPU的出現(xiàn)，SSD也順利成章的從PCIe 4.0升級到PCIe 5.0 SSD，性能翻倍。

NAND：當前各大原廠以128及176層NAND為主力量產(chǎn)產(chǎn)品，接口速度分別高達1200 MT/s及1600 MT/s。未來NAND會向230+層NAND遷移，接口速度2400 MT/s，成本更優(yōu)，速度更快。

控制器：當前主流的企業(yè)級PCIe 4.0 SSD控制器，后端16或8通道，可支持TLC/QLC NAND，為了實現(xiàn)最優(yōu)的工作功耗，控制器制造制程為16/12 nm。未來PCIe 5.0控制器，性能再次翻倍，為了實現(xiàn)更好的能效比，控制器制造制程升級為12/7/6 nm。

除此之外，在2022年8月舉行的FMS全球峰會和10月OCP峰會上， Google、Microsoft及Meta三大數(shù)據(jù)中心代表討論了他們關(guān)心的企業(yè)級SSD話題：

Form factor：擁抱E1.S，取代M.2；以及更適合Gen5 SSD的E3.S。

SSD輕存儲：ZNS SSD把復(fù)雜的NAND操作抽象出接口給主機端，按企業(yè)級應(yīng)用優(yōu)化的方式把NAND管理和數(shù)據(jù)物理隔離動作交給主機。主機端按Zone的方式順序?qū)?，降低寫放大提升壽命，并控制SSD垃圾回收以達到更好的QoS時延表現(xiàn)。SSD實現(xiàn)了“輕”存儲。

遠程Debug能力：使用Telemetry、Smart、Timestamp（Drive events correlated to system BIOS and OS events）、Latency Monitoring、Expanded C0h Log Page等記錄故障信息，以實現(xiàn)客戶現(xiàn)場快速問題定位和遠程Debug能力。

安全：Secure boot、TCG、FIPS等。

統(tǒng)一需求標準：OCP NVMe Datacenter SSD Specification；OCP Hyperscale NVMe Boot SSD Specification。

作為業(yè)界第三方控制器領(lǐng)導(dǎo)者慧榮科技，在FMS峰會上首次推出了新的MonTitan PCIe 5.0企業(yè)級開發(fā)平臺，并談到未來企業(yè)級控制器及SSD設(shè)計遇到的挑戰(zhàn)：

PCIe Gen5及更遠的Gen6控制器和SSD的設(shè)計，如何做好性能和功耗的平衡。

更大的NAND Block size和Die size，QLC甚至PLC的使用，導(dǎo)致控制器需要更先進的LDPC設(shè)計、更好的NAND program處理算法、提升性能的Multi-plane命令處理等控制器端設(shè)計。

標準的進化：NVMe、OCP、Security及Form factor等。

新的企業(yè)級應(yīng)用優(yōu)化的出現(xiàn)：ZNS、Streams等。

3.企業(yè)級SSD產(chǎn)品及競爭力要素

如前文所述，企業(yè)級SSD市場具有高增長潛力，門檻較高，但國際國內(nèi)玩家眾多，競爭依然激烈。競爭的根本還是產(chǎn)品本身和廠商實力，設(shè)計一款好的企業(yè)級SSD需要廠商們聚焦產(chǎn)品技術(shù)本身和具備相應(yīng)的能力，如下圖：

企業(yè)級SSD產(chǎn)品核心指標和SSD供應(yīng)商能力介紹

1)企業(yè)級SSD產(chǎn)品需要

性能：除了讀寫帶寬Throughput和隨機IOPS性能之外，穩(wěn)態(tài)狀態(tài)各個不同工作負載下的性能和時延表現(xiàn)（也稱為QoS服務(wù)質(zhì)量）是一項特別重要的指標。

安全：數(shù)據(jù)中心和企業(yè)級存儲需要數(shù)據(jù)的正確性，無論何時何種條件，在SSD產(chǎn)品的生命周期內(nèi)，系統(tǒng)和用戶寫下去的數(shù)據(jù)須被正確的讀取，無錯誤數(shù)據(jù)。否則會給系統(tǒng)帶來災(zāi)難，或給用戶帶來巨大的損失。企業(yè)級SSD另一項安全指的是盤的安全性和數(shù)據(jù)的安全性，加密特性保障數(shù)據(jù)的安全，安全啟動、固件簽名和訪問權(quán)限管理保障盤的安全。

穩(wěn)定：存儲器是數(shù)據(jù)中心及服務(wù)器運行的關(guān)鍵設(shè)備，講究穩(wěn)定可靠，這是一項必須的關(guān)鍵指標。

系統(tǒng)：企業(yè)級應(yīng)用包括平臺和軟件，其中CPU包括Intel、AMD、ARM等處理器，系統(tǒng)軟件包括Linux、Windows Server OS等，各類型企業(yè)級應(yīng)用軟件和平臺具備不同的需求，企業(yè)級SSD作為數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，無論在何種平臺、何種驅(qū)動和何種軟件上運行，需要具備良好的兼容性及穩(wěn)定的性能表現(xiàn)。

創(chuàng)新技術(shù)：企業(yè)級SSD從SATA到PCIe，從AHCI到NVMe，從SLC到TLC，一路走來，不斷有新的技術(shù)的出現(xiàn)。一些大的客戶如互聯(lián)網(wǎng)客戶，和SSD供應(yīng)商一起，不斷探索新的技術(shù)如ZNS、QLC等，作為企業(yè)級SSD產(chǎn)品，對新技術(shù)的支持和保持創(chuàng)新是另外一項重要的指標。

2)企業(yè)級SSD供應(yīng)商能力

主控：主控是SSD產(chǎn)品中一個重要的組件，它是核心計算單元。有的SSD供應(yīng)商也是主控廠商，有了主控加持，核心能力自然大大提升。

NAND：NAND一般由六大原廠提供，是SSD產(chǎn)品中另一個重要組件，對NAND的理解深度，SSD廠商和NAND原廠的關(guān)系，是企業(yè)級SSD供應(yīng)商另外一個能力的體現(xiàn)。

固件：固件是SSD的核心調(diào)度單元，企業(yè)級SSD廠商一般自研固件，這是企業(yè)級SSD供應(yīng)商一項重要的研發(fā)能力。

客戶：70%以上企業(yè)級SSD產(chǎn)品被頭部客戶消耗掉，如互聯(lián)網(wǎng)大廠、電信運營商等。他們擁有大的市場份額及技術(shù)能力，作為企業(yè)級SSD供應(yīng)商，如果能和頭部客戶結(jié)為合作伙伴，自然在市場競爭中領(lǐng)先一步。

4.國產(chǎn)企業(yè)級SSD，寶存競爭力分析

近年來國內(nèi)本土企業(yè)級SSD廠商在性能、質(zhì)量以及服務(wù)方面快速崛起，各家秉持“八仙過海、各顯神通”的看家本領(lǐng)參與市場競爭，作為其中一員，有著11年歷史的國內(nèi)企業(yè)級SSD老兵寶存科技，如上所述，有著哪些競爭優(yōu)勢？ ?

使用慧榮科技領(lǐng)先的企業(yè)級主控和長期穩(wěn)定的主控供應(yīng)：慧榮在消費級控制器市場上的口碑、影響力非常大，同時一直不斷投入企業(yè)級主控的研發(fā)，控制器具有領(lǐng)先的性能和千錘百煉的穩(wěn)定性，這些是企業(yè)級SSD的基石。供應(yīng)鏈方面，在母公司的支持下，寶存科技可以向客戶保證長期穩(wěn)定的主控供應(yīng)；

全套的SSD解決方案：寶存科技具備從主控、固件、驅(qū)動、產(chǎn)品驗證、質(zhì)量把控等全鏈優(yōu)勢，在完整方案的垂直整合上經(jīng)驗充足；

NAND閃存原廠的支持：寶存科技和母公司慧榮科技，一直以來和NAND原廠保持良好的合作伙伴關(guān)系，在NAND閃存的迭代、使用和管理等方面，寶存擁有豐富的經(jīng)驗積累；

Tier1客戶：寶存科技已成為國內(nèi)多家互聯(lián)網(wǎng)和電信大廠的供應(yīng)商；

安全穩(wěn)定：做好企業(yè)級SSD需要五到十年甚至更長的時間積累，穩(wěn)定性和可靠性的錘煉從產(chǎn)品實際部署及踩坑中獲得，這樣才能達到企業(yè)級標準，寶存科技擁有超過十年的一線大廠SSD規(guī)模部署經(jīng)驗；

系統(tǒng)：寶存科技和一線大廠有著定制化開發(fā)的深度合作，和客戶在軟件層級、固件層級、主控層級、硬件方面的協(xié)作，對上層應(yīng)用和底層的實現(xiàn)有著充分的理解；

創(chuàng)新技術(shù)：寶存科技一直以來和一線大廠保持密切合作，如Open-Channel、ZNS等SSD的合作開發(fā)，并達到實際規(guī)模量產(chǎn)；

彈性化的本土服務(wù)：根據(jù)客戶需求，寶存科技能夠提供整盤方案，也可以做一些定制化的Turnkey方案，甚至可以做一些半定制化方案，雙方合作開發(fā)。

1)寶存SP4 SSD

寶存科技基于慧榮控制器SM8266推出了SP4E、SP4X 兩款PCIe 4.0企業(yè)級SSD，分別為讀敏感型和讀寫混合型負載設(shè)計，U.2 form factor，最大容量7.68T：

SP4 SSD規(guī)格參數(shù)表

產(chǎn)品：寶存科技SP4E 7.68T； 測試平臺：浪潮G3-Inspur-5280M6服務(wù)器（Xeon Gold 6348）； 測試軟件：FIO； OS：Linux； ? 測試結(jié)果：

SP4E測試結(jié)果

SP4E順序讀寫性能分別高達6.5GB/s和3.5GB/s，隨機讀寫時延分別低至71us和12us，充分滿足了大數(shù)據(jù)、云計算等客戶對于服務(wù)器中的存儲性能需求。

SSD功耗：Active 18W；

性能穩(wěn)定性：4KB Random Read IOPS Consistency 90%，4KB Random Write lOPS Consistency 85%；

系統(tǒng)兼容：寶存科技SP4系列SSD經(jīng)過一系列兼容性測試，確保在不同硬件和系統(tǒng)配置的服務(wù)器上均能穩(wěn)定高效運行，驗證配置如下：

Intel CPU：Xeon Gold 6330N、Xeon Gold 6348、Xeon Platinum 8352Y、Xeon Platinum 8369C；

AMD CPU：EPYC 7742、EPYC 7402、EPYC 7642；

ARM CPU: Kunpeng 920 7261K；

OS&軟件：Debian OS、RedHat OS、CentOS、麒麟OS、UOS、Windows Server OS、VMware ESXi OS；

產(chǎn)品設(shè)計：

SP4 SSD架構(gòu)設(shè)計充分利用NAND的program/erase suspend特性，為各種企業(yè)級IO負載提供穩(wěn)態(tài)下的優(yōu)異的QoS表現(xiàn)，最大穩(wěn)態(tài)延遲在10毫秒以下；

采用端到端的路徑硬件數(shù)據(jù)保護及慧榮科技獨家NANDXtend ECC技術(shù)，能為數(shù)據(jù)的正確性提供保證，完全滿足UBER 10-17指標；

完整的掉電保護及電容可靠性檢測，高溫監(jiān)控保護能力，其單盤失效平均時間(MTBF)超過2百萬小時等SSD企業(yè)級指標。

2)聚焦客戶

作為行業(yè)老兵，寶存科技擁有十年以上一線大廠規(guī)模部署經(jīng)驗，不僅在國內(nèi)頭部的Tier1電商、互聯(lián)網(wǎng)等企業(yè)數(shù)據(jù)中心部署使用，而且和國內(nèi)多家服務(wù)器廠商建立良好合作關(guān)系。產(chǎn)品可靠穩(wěn)定，性能領(lǐng)先，以及本地化的技術(shù)支持和售后服務(wù)保障客戶安心和放心。

系統(tǒng)兼容性認證方面，不僅x86平臺，對于國產(chǎn)化平臺如鯤鵬、飛騰和海光平臺都有驗證，能在各種平臺穩(wěn)定可靠運行。SP4系列SSD支持Telemetry的功能，對于客戶端遇到問題提供統(tǒng)一的接口收集錯誤日志，以實現(xiàn)快速定位。

5.展望未來，寶存SP5產(chǎn)品規(guī)劃

未來，PCIe 5.0 SSD時代即將到來。基于最新的慧榮SM8366 PCIe Gen5主控芯片和MonTitan PCIe Gen5 SSD解決方案平臺，寶存已經(jīng)開發(fā)出SP5系列企業(yè)級SSD。寶存SP5系列SSD將完全支持OCP Cloud SSD規(guī)范以及NVMe 2.0規(guī)范，外形規(guī)格在延續(xù)現(xiàn)有U.2尺寸之外還將支持EDSFF相關(guān)標準，提供E1.S、E3.S尺寸，以滿足數(shù)據(jù)中心存儲標準化需求。

SP5 SSD在基于Linux操作系統(tǒng)的FIO軟件測試中，達到3405K IOPS的隨機讀取速度。與目前主流企業(yè)級PCIe 4.0 SSD讀取速度相比，達到了4倍性能的提升，這意味著基于慧榮SM8366主控打造的企業(yè)級SSD產(chǎn)品能夠在數(shù)據(jù)中心中更輕松應(yīng)對存儲密集型應(yīng)用，尤其在現(xiàn)有PCIe 4.0 SSD面臨性能瓶頸的應(yīng)用中，將充分發(fā)揮PCIe 5.0 SSD的性能優(yōu)勢。

寶存SP5 SSD介紹

引用：

1.《企業(yè)級SSD技術(shù)與應(yīng)用報告》. 開放數(shù)據(jù)中心標準推進委員會. 2022/4 2.Gartner: Enterprise SSDs will hit 35% of HDD/SSD exabytes shipped by 2026 – Blocks and Files ?

編輯：黃飛

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