AI时代，三星半导体最新的存储解决方案将如何掀起创新协作浪潮

2024-03-22 0 点赞 0 评论 1455 浏览

分享到：

3月20日，2024年CFMS闪存市场峰会在深圳前海举行，全球存储产业链及终端应用企业汇聚于此，共同探讨新市场形势下的新机遇。

连月来，由于大厂减产及拉涨效果渐显，存储市场价格录得连续上涨。不过，价格上涨背后，存储市场供需关系仍不明确。

当前业内比较一致的共识是，AI应用将为存储企业开辟新的、庞大的增量市场。在这个新兴市场，存储厂商能否提供更高价值的存储解决方案将决定他们的核心竞争力强弱。

新一轮存储产业竞赛开启，存储巨头的动作值得关注。作为一家提供全方位存储解决方案的原厂以及全球存储产业链领头企业，三星半导体在CFMS 2024上展示了其为迎接AI浪潮面向PC、移动端和服务器推出的多样化创新存储解决方案。

同时，三星电子执行副总裁兼解决方案产品工程师团队负责人吴和锡（Hwaseok Oh），发表了题为“与客户同行，共筑创新之路”的演讲。

▴三星电子执行副总裁兼解决方案产品工程师团队负责人吴和锡（Hwaseok Oh）在CFMS 2024上演讲

让我们一起看一下三星半导体在各条存储产品线上的创新性产品以及新技术如何助力人工智能时代技术的发展。

面向移动端：三星计划推出UFS 4.0 4通道产品

近年来，AI部署逐渐从云端走向移动端（End-to-End）。轻量化移动模型的迅速发展，也对移动端存储提出了新的需求。相较于UFS2.2和3.1，传输速度更快、功耗效率更优的UFS 4.0更适合端侧AI大模型。

不过，还有一个问题需要考虑，那就是相较AI的快速发展，与标准化工作“结伴而行”的接口技术进展显得相对缓慢。

对此，三星半导体的应对之策有两个。吴和锡在分享中提到，三星半导体计划提升UFS接口速度，并正在研发一款使用UFS 4.0技术的新产品，将通道数量从目前的2路提升到4路。同时，三星半导体也在积极参与UFS 5.0标准的讨论，期望与移动公司和AP公司共同促进UFS 4.0 4通道和UFS 5.0的合作。

根据三星半导体的分享，UFS 4.0 4通道的传输速度和功耗效率相较UFS4.0会有两倍的提升，UFS 5.0的提升则更大。这意味着之后模型载入时间能大幅缩短，对于强调用户体验的移动设备来说，这显然很关键。

UFS产品方面，三星半导体在展区展出了面向移动端的JEDEC最新技术规格的UFS 4.0存储。另外，三星在2023年推出的业内首个移动端商用QLC UFS，现已准备批量生产。

▴UFS 4.0是目前三星封装体积最小，容量高达1TB的移动存储

2024年被称为AI手机元年，随着大模型被装进手机，更大容量的智能手机产品将成为标配。UFS 4.0闪存所使用的新存储技术，容量高达1TB，有助于大存储空间手机的推进。

此外，综合考虑到BOM成本以及为了加速AI在终端的应用，存储厂商确实是时候考虑让UFS4.0在运行端侧大模型中扮演更重要的角色以减轻DRAM的负担和成本。

当然，UFS 4.0的价值并不局限于手机领域，还包括其他需要处理大量数据的虚拟现实场景以及自动驾驶场景等。

面向PC端：准备迎接PCIe 5.0时代

端侧大模型要求PC端SSD产品能够提供强劲性能，这将加速PCIe 5.0技术的普及。CFM闪存市场最新的报告显示，PCIe5.0的市场份额将不断扩大。

三星半导体也预计，PCIe5.0很快会应用于PC端的SSD产品。为了迎接PCIe 5.0时代，三星表示已经在服务器市场中积累了相关经验。吴和锡提到，在这个过程中，确保PCIe物理层信号完整性和控制因性能提升而产生的热量非常重要。

事实上，PCIe5.0的规范早在5年前就已经发布，不过散热、信号损耗等问题一直是阻止PCIe5.0 SSD在PC市场推广的重要原因。为此，三星半导体的相关经验及支持可以帮助客户很好解决这方面的问题。

在面向PC端方面，三星半导体的存储产品PM9C1a值得关注。PM9C1a不仅在PCIe4.0接口环境下表现优异，而且具有强大的PCIe 5.0兼容性管理能力。

作为一种高速串行计算机扩展总线标准，PCIe 5.0提供了两倍于PCIe4.0的数据传输速率以及更低的延迟。PCIe接口的每一次升级，都会带动那些需要高带宽、低延迟才能实现最佳工作的场景的升级。对于终端用户来说，感受最深的就是玩游戏以及视频剪辑、3D渲染等。对于企业来说，PCle 5.0接口可以增强人工智能、机器学习等数据密集型工作负载的性能，进而提升效率。

面向数据中心：FDP时代到来

硬件功能固然重要，但管理所有数据的方式也很关键。针对服务器用SSD，吴和锡重点分享了三星半导体在推进的FDP（灵活数据放置）技术。

在延长产品使用寿命上，有多种数据布局方法可供业界选择。这些技术方法可以分为两大类。一类是像OC-SSD和ZNS这样的技术，采用这类技术，主机可以在决定存储数据位置方面发挥更主动的作用。另一类是像FDP这样的技术，通过接收设备上主机的提示来控制数据。考虑到实施难度和效率，近年来，FDP已被认定为最佳解决方案。随着OCP将FDP指定为技术标准，这种趋势越发明显。

为什么FDP是更优的技术路线呢？这是因为FDP已经具备了构建生态系统的三大要素。首先，FDP已被批准为NVMe标准。其次，主机驱动程序已被包含并部署在Linux内核。第三，FDP已被证明在CacheLib应用程序中是有效的。

据了解，三星是首家提供支持FDP驱动的SSD制造商，与客户在FDC POC领域开展合作的第一款产品是为加速服务器提供的SSD产品PM9D3a。基于这项技术，三星半导体已经与客户展开合作，并计划通过后续产品为提升性能、强化特点提供更大支持。

▴PM9D3a是适用于大型数据运算的全新数据中心级 8 通道 PCIe5.0 固态硬盘

除了面向PC、移动端和服务器市场持续推出多样化创新存储解决方案，三星还提供产品规划到稳定的端到端客户支持服务，并呼吁客户积极参与高质量的测试数据收集，共同推动技术进步。

三星半导体即将上市两款CXL存储模组

在数据中心存储方面，三星半导体提到两款即将上市的CXL存储模组，一款是已经推出的第一代基于SoC的CXL2.0产品CMM-D，三星半导体计划在2025年发布搭载第二代控制器、容量为128GB的新产品。与此同时，三星还在不断研发同时使用NAND和DRAM的混合式CXL存储模组架构CMM-H，该架构针对AI和ML系统使用的。

▴CMM-D是业内首款支持 CXL 2.0接口的 CXL DRAM

▴CMM-H是基于 CXL 的存储解决方案，提供非易失性的持久性内存选项

CXL DRAM 利用处理器内存互连共享技术，能高效进行数据处理，有望在人工智能和机器学习等核心技术领域发挥关键作用。目前市场上搭载了DRAM的CXL产品很受欢迎。据市场研究公司Yole Group预测，全球CXL市场在2028年将达到 150 亿美元。虽然目前仅有不到 10%的CPU与CXL标准兼容，但预计到2027年，所有CPU都被设计为支持CXL接口。