（集微網報道）根據 IDC 發(fā)布 2021 年全球服務器市場追蹤報告，2021 年用戶對數(shù)據中心基 礎設施的投資持續(xù)上漲，全球服務器市場出貨量和銷售額分別為 1353.9 萬臺和 992.2 億美 元，同比增長 6.9%和 6.4%。

服務器市場的擴張必然伴隨著服務器技術架構的升級，很明顯的一個變化就是 SSD 越來越 受到歡迎。主流的服務器基本都已采用 SSD（被劃分為企業(yè)級 SSD），不過，服務器所使用 的 SSD 也在不斷面臨新的挑戰(zhàn)。AI、5G、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網等技術的滲透，使得對數(shù)據存儲 及實時處理的需求日益增高。這就需要 SSD 必須以更快、更智能、更可靠的姿態(tài)才能勝任新時代的存儲任務。

新服務器需要新企業(yè)級SSD

從行業(yè)發(fā)展的觀察看來，當代服務器有兩個明顯的發(fā)展趨勢，一是用于高速運算的服務器針 對 AI 等各種算法需求大量增多，對于存儲提出了更高性能的需求；二是在 5G 標準商用之后， 連接密度和流量密度的倍增都帶來更快傳輸速度和更低延遲的需求。“現(xiàn)在已經進入一個 5G 與 AI 結合，云邊協(xié)同運作的時代。”華存電子技術總工程師魏智汎判斷。

AI 技術使得服務器將要面向視頻監(jiān)控、圖像處理、自動化客服等更垂直的領域，而5G 帶來 的是通信基礎設施、遠程管理模式以及連接模式的轉變，這使得服務器已經脫離了人們過去刻板的認知。

一個顯著的變化是，數(shù)據過去都會傳輸?shù)綌?shù)據中心進行計算，但是 5G 時代情況則有所不同。“數(shù)據將會傳輸?shù)礁咝艿倪吘壏掌魃希@個邊緣服務器可能存在于任何地方，比如在你 的家中、你的汽車上，或者是在 5G 基站中，經過計算再把相關的結果返回給你。”魏智汎表示。

業(yè)內人士預測，未來幾年計算場景最大的變化，將是邊緣計算的崛起。如果說，云計算直接 拉動了服務器市場的增長，AI 和 5G 帶動的邊緣計算將使得數(shù)據計算和高效存儲的需求量呈指數(shù)級別的增長。

在這種背景下，企業(yè)級 SSD 的滲透率不斷提升，因為其具備優(yōu)異的讀寫性能以及延遲特性， 能滿足新型服務器更低延時和更快傳輸能力的需求。谷歌、亞馬遜、Facebook、阿里云、百度、騰訊等主流云計算廠商都將企業(yè)級SSD 視為大數(shù)據運用場景下的最優(yōu)選擇。

魏智汎認為，雖然服務器對應的場景有所不同，有的可能偏重效能，有的可能要求容量，但 是對 SSD 有著共同的需求，那就是更高的傳輸速率、更高的穩(wěn)定性和更低的能耗。

正因為如此，新一代的 SSD 傳輸接口總線標準 PCIe 5.0 應運而生。相比于相較前代 PCIe 4.0 的 16GT/s，PCIe 5.0 將信號速率翻倍到了 32GT/s，極高的信號速率，使得 PCIe 5.0 能夠 更好的支持對吞吐量要求高的高性能設備，如用于 AI 的 GPU，網絡設備等。

隨著服務器對 PCIe SSD 支持越來越成熟，企業(yè)級 SSD 將成為 PCIe 增長最快的領域之一，而 PCIe 5.0 的發(fā)布無疑將加速這個過程。

正是看中 PCIe 5.0 將成為全球未來五年市場潮流，華存電子早在 2018 年就開始提前布局， 經過不懈努力，終于在 2021 年 10 月流片了國內第一顆企業(yè)級 PCIe Gen5 SSD 主控芯片，并 在 2022 年初取得流片成功。此技術成果面向數(shù)據中心與服務器市場，打破國外壟斷，填補 了國內空白。

三大革新釋放 PCIe 5.0 潛力

華存電子推出的 PCIe SSD 控制芯片 HC9001 是根據海量數(shù)據處理需求下的云/邊/端的存儲 使用場景而研發(fā)的，使得企業(yè)級 SSD 產能可以在 PCIe 5.0 標準下發(fā)揮最大能效。

這枚芯片獨創(chuàng)硬固件融合 XSDirectA (eXcellent-Scheduling & Direct-Arrival)架構，融合自研 的第二代 4K-LDPC 閃存糾錯算法，以兼顧提升 QoS 質量與傳輸速率峰值；加入國密算法與 AI 調適功能，層層加固安全升級，提升數(shù)據安全存儲能力，構建更多元的全國產化存儲主控芯片。

XSDirectA 架構是華存電子獨創(chuàng)的架構，其主要優(yōu)勢在于 SSD 的固件在 250ns 內就可以處理 完 4KB 的資料指派，相關信息與數(shù)據可以直接到達 SSD 盤內固件所指定位置，由協(xié)議端的 QoS 來看，這是一個透明可控的 SSD 裝置，可以通過 NVMe 協(xié)議，獲知 SSD 的運作與健康 狀態(tài)。

當前全社會都在倡行節(jié)能減排，作為能耗大戶的服務器自然首當其沖。魏智汎表示，PCIe 5.0 標準提升了傳輸速率，為了不讓 SSD 能耗也隨之大幅提升，華存電子發(fā)明了創(chuàng)新 iPower 架 構。這種架構利用監(jiān)控算法，降低由 SSD 所造成服務器內的無效功耗，可實現(xiàn) PCIe 5.0 最 佳的每單位功耗的傳輸效能。并且，HC9001 結合 SSD 盤內與芯片的傳感器，智能算法動態(tài)調整，控制 SSD 所產生的熱能，可控制溫度精確度到 0.1 攝氏度。

保存數(shù)據的完整性和正確性也是 SSD 主控的主要使命，HC9001 配備的創(chuàng)新第二代 LPDC (Low-Density Parity-Check)糾錯算法架構專門針對于此。該架構的主要優(yōu)勢在于使 SSD 的 UBER 會低于 10(-17)，MTBF 可以大于 2 百萬小時，DWPD=1.0@5 年，以 AI 算法來學習與 預測環(huán)境變化，維持住協(xié)議端 QoS 的期待值。

HC9001 是華存電子花費了 4 年心血打造而成，其研發(fā)歷程中也克服了重重挑戰(zhàn)。“最大的挑戰(zhàn)就是你要做 PCIe 5.0企業(yè)級 SSD的時候，架構必須要重新打造。”魏智汎說。

他解釋道：“我們在 18 年研發(fā)前期的時候，業(yè)界基本還都停留在 PCIe 3.0 舊架構上，而我們 只是一個初創(chuàng)公司，沒有足夠的人力去同時研發(fā)舊架構和新架構的企業(yè)級 SSD 產品，因此 要面對開發(fā)新架構所遇到的種種未知挑戰(zhàn)。”

好在華存電子有一個優(yōu)秀的研發(fā)團隊，成員都有 15 年以上的研發(fā)經驗，按照代際之間演進 的規(guī)律，不斷進行技術細節(jié)推敲，終于攻克了難關。

雖然 PCIe 5.0 標準剛剛起步，但從目前來看，市場對其保持著十分積極的態(tài)度，尤其是企 業(yè)級 SSD 市場的呼聲最高。魏智汎認為，隨著國內外業(yè)界支持 PCIe Gen5 的 CPU 和平臺快 速推出，未來 PCIe 5.0 生態(tài)的構造成熟和 SSD 滲透率肯定會急速提升。

據他透露，HC9001 開發(fā)一切順利，工程樣片已經在 12 代酷睿的主板上跟 CPU 通過 PCIe 5.0 實現(xiàn)連接，最終產品將在今年下半年實現(xiàn)量產。

繼續(xù)擴大產業(yè)鏈朋友圈

由于新標準的推出，PCIe 市場正處在快速發(fā)展期。據相關機構預測，2021-2025 年全球 PCIe市場將增長 21.7 億美元，預測期內 CAGR 將超過 22%。根據艾瑞咨詢發(fā)布的報告，2020 年我國企業(yè)級固態(tài)硬盤市場規(guī)模為161億元，其中 PCIe固態(tài)硬盤占市場總規(guī)模的比例約為 59%，已超過 SATA 及其他類型的企業(yè)級固態(tài)硬盤。

華存電子目前在 SSD 市場已經取得不錯的成績。面向 PC 市場的 PCIe 固態(tài)硬盤產品和面向智能家電市場的eMMC產品已經實現(xiàn)了大批量市場斬獲。經過過去4年的技術沉淀與客戶服務，華存已在物聯(lián)網和桌面端領域獲得廣泛認可，訂單轉向大批量供應。

針對這次推出的最新主控 HC9001，華存電子不但在產品本身上精打細磨，還在同更多產業(yè)鏈企業(yè)緊密合作，希望取得更多突破。

魏智汎表示，華存電子會同國內和國際的存儲顆粒廠商、CPU 廠商、云計算廠商和系統(tǒng)提供商進行深度合作。“我們在推出產品的時候，會考量各種維度的兼容性，跟供應鏈廠商展開多層次合作。”

華存電子副總經理宋遠岑表示：“供應鏈廠商都是第一次進入到 PCIe 5.0 的生態(tài)中，所以我們很注重跟整個產業(yè)鏈做深度合作，共同挖掘下一代服務器生態(tài)的技術潛力。特別是國內服務器生態(tài)市場，希望可以在下一代信息技術追趕超越的關鍵時間點共同合作，在提高整體效能、降低整體功耗、釋放高性能算力等方面，一起把契合國內市場需求的生態(tài)共建完善。”

“同時，我們也積極地配合產業(yè)鏈下游的客戶，包括服務器 OEM/ODM 的廠商、高性能計算行業(yè)客戶和云服務提供商，在存儲端去做一些定制化的開發(fā)服務。”他補充道。

預計到未來的服務器市場將持續(xù)升溫，華存電子也將繼續(xù)在這個領域精耕細作。“通過現(xiàn)有的主控芯片，我們會按照現(xiàn)在對存儲的更細分的技術演進，繼續(xù)把研發(fā)的重點方向放在企業(yè)級的需求上面。”魏智汎最后表示：“同時，我們也希望同整個產業(yè)鏈緊密合作，為國內存儲的進步貢獻自己的一份力量。

文章來源：集微網