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根據(jù)IDC發(fā)布2021年全球服務(wù)器市場(chǎng)追蹤報(bào)告，2021年用戶對(duì)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的投資持續(xù)上漲，全球服務(wù)器市場(chǎng)出貨量和銷售額分別為1353.9萬(wàn)臺(tái)和992.2億美元，同比增長(zhǎng)6.9%和6.4%。

服務(wù)器市場(chǎng)的擴(kuò)張必然伴隨著服務(wù)器技術(shù)架構(gòu)的升級(jí)，很明顯的一個(gè)變化就是SSD越來(lái)越受到歡迎。主流的服務(wù)器基本都已采用SSD（被劃分為企業(yè)級(jí)SSD），不過(guò)服務(wù)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(wǎng)等技術(shù)的滲透，使得對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及實(shí)時(shí)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(shí)代的存儲(chǔ)任務(wù)。

新服務(wù)器需要新企業(yè)級(jí)SSD

從行業(yè)發(fā)展的觀察看來(lái)，當(dāng)代服務(wù)器有兩個(gè)明顯的發(fā)展趨勢(shì)，一是用于高速運(yùn)算的服務(wù)器針對(duì)AI等各種算法需求大量增多，對(duì)于存儲(chǔ)提出了更高性能的需求；二是在5G標(biāo)準(zhǔn)商用之后，連接密度和流量密度的倍增都帶來(lái)更快傳輸速度和更低延遲的需求。“現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)5G與AI結(jié)合，云邊協(xié)同運(yùn)作的時(shí)代。”華存電子技術(shù)總工程師魏智汎判斷。

AI技術(shù)使得服務(wù)器將要面向視頻監(jiān)控、圖像處理、自動(dòng)化客服等更垂直的領(lǐng)域，而5G帶來(lái)的是通信基礎(chǔ)設(shè)施、遠(yuǎn)程管理模式以及連接模式的轉(zhuǎn)變，這使得服務(wù)器已經(jīng)脫離了人們過(guò)去刻板的認(rèn)知。

一個(gè)顯著的變化是，數(shù)據(jù)過(guò)去都會(huì)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心進(jìn)行計(jì)算，但是5G時(shí)代情況則有所不同。“數(shù)據(jù)將會(huì)傳輸?shù)礁咝艿倪吘壏⻊?wù)器上，這個(gè)邊緣服務(wù)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(jīng)過(guò)計(jì)算再把相關(guān)的結(jié)果返回給你。”魏智汎表示。

業(yè)內(nèi)人士預(yù)測(cè)，未來(lái)幾年計(jì)算場(chǎng)景最大的變化，將是邊緣計(jì)算的崛起。如果說(shuō)云計(jì)算直接拉動(dòng)了服務(wù)器市場(chǎng)的增長(zhǎng)，AI和5G帶動(dòng)的邊緣計(jì)算將使得數(shù)據(jù)計(jì)算和高效存儲(chǔ)的需求量呈指數(shù)級(jí)別的增長(zhǎng)。

在這種背景下，企業(yè)級(jí)SSD的滲透率不斷提升，因?yàn)槠渚邆鋬?yōu)異的讀寫性能以及延遲特性，能滿足新型服務(wù)器更低延時(shí)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(jì)算廠商都將企業(yè)級(jí)SSD視為大數(shù)據(jù)運(yùn)用場(chǎng)景下的最優(yōu)選擇。

魏智汎認(rèn)為，雖然服務(wù)器對(duì)應(yīng)的場(chǎng)景有所不同，有的可能偏重效能，有的可能要求容量，但是對(duì)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?yàn)槿绱�，新一代的SSD傳輸接口總線標(biāo)準(zhǔn)PCIe 5.0應(yīng)運(yùn)而生。相比于相較前代PCIe4.0的16GT/s，PCIe 5.0將信號(hào)速率翻倍到了32GT/s，極高的信號(hào)速率，使得PCIe 5.0能夠更好的支持對(duì)吞吐量要求高的高性能設(shè)備，如用于AI的GPU，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。

隨著服務(wù)器對(duì)PCIeSSD支持越來(lái)越成熟，企業(yè)級(jí)SSD將成為PCIe增長(zhǎng)最快的領(lǐng)域之一，而PCIe 5.0的發(fā)布無(wú)疑將加速這個(gè)過(guò)程。

正是看中PCIe 5.0將成為全球未來(lái)五年市場(chǎng)潮流，華存電子早在2018年就開始提前布局，經(jīng)過(guò)不懈努力，終于在2021年10月流片了國(guó)內(nèi)第一顆企業(yè)級(jí)PCIe Gen5 SSD主控芯片，并在2022年初取得流片成功。此技術(shù)成果面向數(shù)據(jù)中心與服務(wù)器市場(chǎng)，打破國(guó)外壟斷，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)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(jù)海量數(shù)據(jù)處理需求下的云/邊/端的存儲(chǔ)使用場(chǎng)景而研發(fā)的，使得企業(yè)級(jí)SSD產(chǎn)能可以在PCIe 5.0標(biāo)準(zhǔn)下發(fā)揮最大能效。這枚芯片獨(dú)創(chuàng)硬固件融合XSDirectA (eXcellent-Scheduling &Direct-Arrival)架構(gòu)，融合自研的第二代4K-LDPC閃存糾錯(cuò)算法，以兼顧提升QoS質(zhì)量與傳輸速率峰值；加入國(guó)密算法與AI調(diào)適功能，層層加固安全升級(jí)，提升數(shù)據(jù)安全存儲(chǔ)能力，構(gòu)建更多元的全國(guó)產(chǎn)化存儲(chǔ)主控芯片。

XSDirectA架構(gòu)是華存電子獨(dú)創(chuàng)的架構(gòu)，其主要優(yōu)勢(shì)在于SSD的固件在250ns內(nèi)就可以處理完4KB的資料指派，相關(guān)信息與數(shù)據(jù)可以直接到達(dá)SSD盤內(nèi)固件所指定位置，由協(xié)議端的QoS來(lái)看，這是一個(gè)透明可控的SSD裝置，可以通過(guò)NVMe協(xié)議，獲知SSD的運(yùn)作與健康狀態(tài)。

當(dāng)前全社會(huì)都在倡行節(jié)能減排，作為能耗大戶的服務(wù)器自然首當(dāng)其沖。魏智汎表示，PCIe 5.0標(biāo)準(zhǔn)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(gòu)。這種架構(gòu)利用監(jiān)控算法，降低由SSD所造成服務(wù)器內(nèi)的無(wú)效功耗，可實(shí)現(xiàn)PCIe 5.0最佳的每單位功耗的傳輸效能。并且，HC9001結(jié)合SSD盤內(nèi)與芯片的傳感器，智能算法動(dòng)態(tài)調(diào)整，控制SSD所產(chǎn)生的熱能，可控制溫度精確度到0.1攝氏度。

保存數(shù)據(jù)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(cuò)算法架構(gòu)專門針對(duì)于此。該架構(gòu)的主要優(yōu)勢(shì)在于使SSD的UBER會(huì)低于10(-17)，MTBF可以大于2百萬(wàn)小時(shí)，DWPD=1.0@5年，以AI算法來(lái)學(xué)習(xí)與預(yù)測(cè)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(fèi)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(jí)SSD的時(shí)候，架構(gòu)必須要重新打造。”魏智汎說(shuō)。

他解釋道：“我們?cè)?8年研發(fā)前期的時(shí)候，業(yè)界基本還都停留在PCIe3.0舊架構(gòu)上，而我們只是一個(gè)初創(chuàng)公司，沒有足夠的人力去同時(shí)研發(fā)舊架構(gòu)和新架構(gòu)的企業(yè)級(jí)SSD產(chǎn)品，因此要面對(duì)開發(fā)新架構(gòu)所遇到的種種未知挑戰(zhàn)。”

好在華存電子有一個(gè)優(yōu)秀的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，成員都有15年以上的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，按照代際之間演進(jìn)的規(guī)律，不斷進(jìn)行技術(shù)細(xì)節(jié)推敲，終于攻克了難關(guān)。

雖然PCIe 5.0標(biāo)準(zhǔn)剛剛起步，但從目前來(lái)看，市場(chǎng)對(duì)其保持著十分積極的態(tài)度，尤其是企業(yè)級(jí)SSD市場(chǎng)的呼聲最高。魏智汎認(rèn)為，隨著國(guó)內(nèi)外業(yè)界支持PCIe Gen5的CPU和平臺(tái)快速推出，未來(lái)PCIe 5.0生態(tài)的構(gòu)造成熟和SSD滲透率肯定會(huì)急速提升。

據(jù)他透露，HC9001開發(fā)一切順利，工程樣片已經(jīng)在12代酷睿的主板上跟CPU通過(guò)PCIe 5.0實(shí)現(xiàn)連接，最終產(chǎn)品將在今年下半年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

繼續(xù)擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)鏈朋友圈

由于新標(biāo)準(zhǔn)的推出，PCIe市場(chǎng)正處在快速發(fā)展期。據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，2021-2025年全球PCIe市場(chǎng)將增長(zhǎng)21.7億美元，預(yù)測(cè)期內(nèi)CAGR將超過(guò)22%。根據(jù)艾瑞咨詢發(fā)布的報(bào)告，2020年我國(guó)企業(yè)級(jí)固態(tài)硬盤市場(chǎng)規(guī)模為161億元，其中PCIe固態(tài)硬盤占市場(chǎng)總規(guī)模的比例約為59%，已超過(guò)SATA及其他類型的企業(yè)級(jí)固態(tài)硬盤。

華存電子目前在SSD市場(chǎng)已經(jīng)取得不錯(cuò)的成績(jī)。面向PC市場(chǎng)的PCIe固態(tài)硬盤產(chǎn)品和面向智能家電市場(chǎng)的eMMC產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了大批量市場(chǎng)斬獲。經(jīng)過(guò)過(guò)去4年的技術(shù)沉淀與客戶服務(wù)，華存已在物聯(lián)網(wǎng)和桌面端領(lǐng)域獲得廣泛認(rèn)可，訂單轉(zhuǎn)向大批量供應(yīng)。

針對(duì)這次推出的最新主控HC9001，華存電子不但在產(chǎn)品本身上精打細(xì)磨，還在同更多產(chǎn)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(huì)同國(guó)內(nèi)和國(guó)際的存儲(chǔ)顆粒廠商、CPU廠商、云計(jì)算廠商和系統(tǒng)提供商進(jìn)行深度合作。“我們?cè)谕瞥霎a(chǎn)品的時(shí)候，會(huì)考量各種維度的兼容性，跟供應(yīng)鏈廠商展開多層次合作。”

華存電子副總經(jīng)理宋遠(yuǎn)岑表示：“供應(yīng)鏈廠商都是第一次進(jìn)入到PCIe 5.0的生態(tài)中，所以我們很注重跟整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈做深度合作，共同挖掘下一代服務(wù)器生態(tài)的技術(shù)潛力。特別是國(guó)內(nèi)服務(wù)器生態(tài)市場(chǎng)，希望可以在下一代信息技術(shù)追趕超越的關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)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(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求的生態(tài)共建完善。”

“同時(shí)我們也積極地配合產(chǎn)業(yè)鏈下游的客戶，包括服務(wù)器OEM/ODM的廠商、高性能計(jì)算行業(yè)客戶和云服務(wù)提供商，在存儲(chǔ)端去做一些定制化的開發(fā)服務(wù)。”他補(bǔ)充道。

預(yù)計(jì)到未來(lái)的服務(wù)器市場(chǎng)將持續(xù)升溫，華存電子也將繼續(xù)在這個(gè)領(lǐng)域精耕細(xì)作。“通過(guò)現(xiàn)有的主控芯片，我們會(huì)按照現(xiàn)在對(duì)存儲(chǔ)的更細(xì)分的技術(shù)演進(jìn)，繼續(xù)把研發(fā)的重點(diǎn)方向放在企業(yè)級(jí)的需求上面。”魏智汎最后表示：“同時(shí)，我們也希望同整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈緊密合作，為國(guó)內(nèi)存儲(chǔ)的進(jìn)步貢獻(xiàn)自己的一份力量。

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