
自从数据中心在2020年被列为国家“新基建”发展规划中的重点发展项目起,伴随着当前数字经济的快速发展,数据中心已经成为了重要的基础性设施,行业持续稳定增长。

根据中国信通院数据表示,2021年国内数据中心行业市场收入达到 1500 亿元左右,近三年年均复合增长率达到 30.69%,随着数字化转型的深入推进,数据中心市场收入将保持持续增长态势,预计2022年市场收入将会达到1900亿元,2023年也将进一步增长。
在2022年中,PCIe 4.0 SSD逐渐从数据中心的高端走向主流,ZNS等软件定义存储崭露头角,2023年数据中心又将如何发展?
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2023 年数据中心大方向趋势
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服务器虚拟化:服务器虚拟化允许数据中心和服务器以软件形式重新创建计算能力和存储,通过分割服务器资源在单个服务器上容纳多个用户,进而提高服务器资源利用率。
边缘计算:近年来,边缘计算一直是数据中心的热点话题,利用网络边缘设备的处理能力来解决操作和请求,实现了更低延迟和更高的物联网设备的整体性能。

混合云:私有云提供了出色的控制和安全性,而公共云提供了更强的计算能力。而使用混合云架构,服务提供商可以在安全的私有服务器上保存和管理关键数据和资源,并将它们移动到公共服务器以满足不同的处理需求。
人工智能:数据中心上的人工智能将涉及到方方面面,比如通过人工智能优化数据中心的性能、为管理人员提供数据中心组件健康状况以清晰了解数据中心的整体运行效率。

芯片安全:互联网应用量增加的同时也导致了网络进攻等安全问题,芯片级安全性使用可验证的授权代码将能确保硬件和软件的安全运行。
绿色数据中心:高性能的大型数据中心往往也是功耗巨鳄,如何使用更低功耗、更小环境影响实现更大效能,让数据中心绿色、可持续发展也将是新一年中的重要挑战。
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2023年数据中心硬件更迭
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AMD于北京时间2022年11月11日,正式发布了代号为Genoa的第四代AMD EPYC 处理器,新一代产品可被统称为EPYC 9004系列处理器。

第四代EPYC有四大突出特点:升级5nm工艺、“Zen4”架构,延续chiplet布局,最大核心数量从64个增至96个(192线程);升级支持DDR5内存,最高频率4800MHz,而且支持多达12个通道,最大容量6TB;升级支持下一代IO,提供最多160条PCIe 5.0,并引入64条通道的CXL 1.1+高速互连;升级加密计算,比如增强内存加密、SEV-SNP访客数量翻倍、Infinity Guard功能集补充等。
总的来看,EPYC 9004系列带来了更多的核心、更高的频率、更强的内存与扩展链接、更深入的安全。并且,全新工艺、全新架构还有着极高的能效。96核心控制在360W,84核心不过290W,平均每个核心只有3.5W左右。正是基于这样的高能效,EPYC 9004系列可以在同样的性能下,节省机柜空间,减轻散热压力,降低TCO总拥有成本,完美契合节能减排、绿色可持续发展的大趋势。
Intel方面,在跳票一年半后,代号为Sapphire Rapids第四代至强可扩展处理器千呼万唤始出来,将于北京时间 2023 年 1 月 10 日举办新品发布会。

Sapphire Rapids使用了Golden Cove架构,采用10nm Enhanced SuperFin(Intel 7)工艺制造。新平台还支持PCIe Gen5、CXL 1.1(Compute Express Link)和八通道DDR5内存,同时会延续英特尔的内置AI加速策略,支持英特尔高级矩阵扩展(AMX)。Sapphire Rapids还会推出HBM版本,搭载了容量为64GB的HBM2E内存。此外,Sapphire Rapids还会有对应的工作站和HEDT版本。
Sapphire Rapids原本是与AMD Milan展开竞争,但随着多个步进版本的调整,不得不在一年后面临Zen4的多核心压力,但Intel通过特定加速器所带来的优势也将会成为服务器市场未来一段时间换新的主要选择之一。
NAND Flash上,200+层堆叠已成为原厂们竞争的高地。

(图片来源:长江存储)
长江存储在2022年8月的闪存峰会(FMS)上,正式发布了基于晶栈3.0(Xtacking 3.0)架构的第四代3D TLC NAND闪存芯片,名为X3-9070。据Tech Insights报道,长江存储的X3-9070已经实现量产,并在多款消费级SSD上应用。
X3-9070的I/O传输速率达到了2400 MT/s,符合ONFI 5.0规范,相比上一代产品提高了50%的性能;得益于晶栈3.0架构,X3-9070能够在更小的单颗芯片中实现1Tb(128GB)的存储容量;采用6-plane设计,相比一般的4-plane性能提升50%以上,同时功耗降低25%。

(图片来源:Micron)
美光曾在2022年7月宣布推出232层NAND,但在12月才正式推出搭载232层 NAND的美光2550 NVMe消费级SSD产品。美光的232层堆叠3D TLC闪存使用1Gb die设计,这意味着单个16 die封装的闪存颗粒容量可达2TB。性能方面,美光同样也是6-plane设计,支持高达2400MT/s的闪存接口带宽,从而为PCIe 5.0 SSD提供动力。

(图片来源:SK Hynix)
海力士在今年8月时发布消息称,已经开发出238层NAND闪存芯片,准备于2023年上半年开始大规模生产新芯片。SK海力士宣称新的238层芯片是最小的NAND闪存芯片,数据传输速度相比上代产品提升50%,读取数据消耗的能量降低21%。
此外,三星曾在年初时表明将在2022年底推出200层或以上的第八代NAND闪存。随着2022年的时间逐渐流逝,显然已经推延到2023年内推出。业界透露,三星将在128层的单片存储器上叠加96层,推出224层的NAND闪存。
西部数据和铠侠则稍微落后一步,在5月时表示将共同合作,在2022年底前开始量产162层闪存产品(BiCS6),未来两家公司还将推出200层以上(BiCS+)的闪存产品,2032年之前还将陆续推出300层以上、400层以上与500层以上闪存技术。

可以预见,2023年中AMD与Intel的PCIe 5.0平台将会进入数据中心和企业级市场,长江存储、美光、海力士、三星的200+层NAND闪存所带来的高速率也将会对PCIe 5.0 SSD提供性能支撑,为32GT/s的全速传输提供助力,可以说2023年将会是PCIe 5.0全面起步的一年。
但是,对于SSD产品而言,NAND Flash层数的增长不仅使得NAND工艺加工难度指数级增长,散热和单元的均匀性也会受到影响,NAND的耐用性和可靠性都在持续下降,为了更加有效提高SSD的可靠性,需要用到更强大的LDPC码以及复杂的NAND管理算法。
层数的增长也会使得单颗NAND容量也在增加,为了在数据中心主流容量(2TB/4TB/8TB/16TB)上让SSD性能跟随容量线性增长是比较大的挑战,通常主控方案必须同时对NAND进行多个平面操作和增加读写调度平衡,以确保其达到最优化的性能并保障QoS。

宝存科技将紧跟市场脚步,采用母公司慧荣科技MonTitan™平台与SM8366主控芯片打造SP5系列PCIe 5.0企业级存储,并借助NANDCommand™与PerformaShape™技术,将最新高层数NAND及PCIe 5.0标准所带来的超高性能和极低延迟最大限度发挥,加上NVMe 2.0、OCP NVMe Data Center SSD Spec 2.0、EDSFF等最新规范,打造符合次世代高性能、高可靠需求的企业级SSD存储。





