當(dāng)全球AI產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷從"煉模型"到"用模型"的關(guān)鍵轉(zhuǎn)折,一場(chǎng)關(guān)于存儲(chǔ)架構(gòu)的靜默革命正在數(shù)據(jù)中心深處醞釀。數(shù)據(jù)中心NAND bit需求正在經(jīng)歷的爆發(fā)式增長(zhǎng)。根據(jù)鎧俠(KIOXIA)在近日舉行的CFMS | MemoryS 2026峰會(huì)上展示的數(shù)據(jù),2025年至2031年間,數(shù)據(jù)中心NAND bit需求年復(fù)合增長(zhǎng)率(CAGR)將達(dá)到34%,其中AI推理需求的CAGR更是高達(dá)56%,遠(yuǎn)超AI訓(xùn)練(11%)和傳統(tǒng)應(yīng)用(14%)。

鎧俠SSD首席技術(shù)執(zhí)行官福田浩一在演講中明確指出:"生成式AI的變革已經(jīng)發(fā)生根本性的轉(zhuǎn)變,從訓(xùn)練階段建立大量的訓(xùn)練模型已經(jīng)轉(zhuǎn)換成推理模型。誰(shuí)能提供最便宜、最快、最安全的推理AI,誰(shuí)就能在這場(chǎng)變革中勝出,而存儲(chǔ)已成為決定性的瓶頸。"

鎧俠SSD首席技術(shù)執(zhí)行官福田浩一
面對(duì)AI產(chǎn)業(yè)迅猛的需求結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,鎧俠提出了SSD技術(shù)演進(jìn)的四大關(guān)鍵方向:面向KV Cache擴(kuò)展的高性能高容量方案、滿足NVIDIA Storage-Next標(biāo)準(zhǔn)的超高IOPS方案、超大容量QLC方案,以及替代HDD的歸檔存儲(chǔ)方案。

從HBM到SSD:KV Cache催生存儲(chǔ)新層級(jí)
"隨著問(wèn)題數(shù)量的增長(zhǎng),對(duì)推理的數(shù)據(jù)需求不是線性增加,而是指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。"福田浩一在演講中強(qiáng)調(diào)了長(zhǎng)上下文深度推理對(duì)存儲(chǔ)架構(gòu)的重構(gòu)作用。在AI推理過(guò)程中,KV Cache(鍵值緩存)技術(shù)通過(guò)緩存中間計(jì)算結(jié)果避免重復(fù)計(jì)算,是優(yōu)化推理速度、提升內(nèi)存使用率的關(guān)鍵。然而,隨著上下文長(zhǎng)度的急劇增加,傳統(tǒng)HBM和DRAM已無(wú)法容納龐大的緩存數(shù)據(jù),這迫使業(yè)界必須在存儲(chǔ)架構(gòu)中引入一個(gè)全新的層級(jí)——Context Memory Storage(上下文存儲(chǔ))。

針對(duì)這一痛點(diǎn),鎧俠推出了專(zhuān)為KV Cache設(shè)計(jì)的CM9系列CMX版企業(yè)級(jí)SSD。該產(chǎn)品采用E3.S形態(tài),容量高達(dá)25.6TB,具備3 DWPD(每日全盤(pán)寫(xiě)入次數(shù))的混合使用耐久度,完美平衡了高性能、高容量與寫(xiě)入壽命的需求。在架構(gòu)設(shè)計(jì)上,鎧俠提出了"G3.5層"概念——介于本地SSD(G3)與對(duì)象文件存儲(chǔ)(G4)之間的專(zhuān)用緩存層,通過(guò)高速以太網(wǎng)與Smart NIC連接,實(shí)現(xiàn)KV Cache數(shù)據(jù)的高效管理、存儲(chǔ)與復(fù)用。

"長(zhǎng)上下文的KV Cache會(huì)對(duì)SSD的需求產(chǎn)生進(jìn)一步的促進(jìn),"鎧俠高管在會(huì)后接受《電子工程專(zhuān)輯》采訪時(shí)解釋道,"原本KV Cache中的數(shù)據(jù)并不算特別龐大,通常存放在HBM或DRAM中。但隨著數(shù)據(jù)量增大,這些內(nèi)存已經(jīng)不再適用,因此需要將部分?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)到硬盤(pán)中。這不僅能節(jié)省GPU資源,更是避免電力和能量浪費(fèi)的經(jīng)濟(jì)選擇。"據(jù)悉,CM9系列CMX版將于今年第三季度正式上市,屆時(shí)將為大規(guī)模推理環(huán)境提供關(guān)鍵的存儲(chǔ)支撐。
BiCS FLASH Gen 9/10的雙軸并進(jìn)
在NAND閃存技術(shù)路線上,鎧俠正采取獨(dú)特的"雙軸發(fā)展戰(zhàn)略",摒棄了傳統(tǒng)的單一代際替代邏輯。通過(guò)第九代與第十代BiCS FLASH的并行推進(jìn),鎧俠試圖在尖端性能與投資效率之間找到最佳平衡點(diǎn)。

第十代BiCS FLASH采用先進(jìn)的CBA(CMOS直接鍵合到陣列)技術(shù),實(shí)現(xiàn)了332層堆疊,相比第八代產(chǎn)品bit密度提升59%,在保持1 Tb TLC容量的同時(shí),將接口速度提升至4.8 Gb/s(提升33%),讀取吞吐量提升10%,寫(xiě)入吞吐量提升15%,數(shù)據(jù)傳輸能效提升超過(guò)15%。這一代產(chǎn)品主要面向?qū)θ萘亢托阅苡袠O致要求的高端應(yīng)用。

與此同時(shí),第九代BiCS FLASH則發(fā)揮CBA技術(shù)的靈活性優(yōu)勢(shì),將現(xiàn)有的單元技術(shù)與最新的CMOS技術(shù)相結(jié)合,在成熟制程節(jié)點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)高性能與低資本支出的平衡。"考慮到客戶對(duì)產(chǎn)品不盡相同的需求,我們不會(huì)一概而論地認(rèn)為容量越高就越好,"鎧俠方面在接受采訪時(shí)解釋道,"針對(duì)不同的應(yīng)用,我們可能會(huì)采用不同的技術(shù),包括CMOS技術(shù)和功率技術(shù),推出適應(yīng)特定需求的產(chǎn)品。"
在移動(dòng)端,面對(duì)端側(cè)AI對(duì)存儲(chǔ)帶寬的迫切需求,鎧俠宣布將于今年推出UFS 5.0產(chǎn)品。該產(chǎn)品擁有10.8GB/s的高速接口,有望解決當(dāng)前手機(jī)運(yùn)行AI時(shí)面臨的存儲(chǔ)帶寬瓶頸,進(jìn)一步推動(dòng)設(shè)備端AI的發(fā)展。

AiSAQ:打破DRAM限制的向量檢索革命
如果說(shuō)KV Cache解決的是推理過(guò)程中的中間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)問(wèn)題,那么鎧俠的AiSAQ(All-in-Storage ANNS with Product Quantization)技術(shù)則瞄準(zhǔn)了RAG(檢索增強(qiáng)生成)場(chǎng)景下的大規(guī)模向量數(shù)據(jù)庫(kù)難題。
"AI的數(shù)據(jù)量確實(shí)在持續(xù)增長(zhǎng),"鎧俠高管在采訪中指出,"RAG技術(shù)已經(jīng)存在了一段時(shí)間,但在此之前,該技術(shù)主要基于DRAM實(shí)現(xiàn),大量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在DRAM中,導(dǎo)致了數(shù)據(jù)堆積的問(wèn)題。隨著數(shù)據(jù)量的不斷增長(zhǎng),原先存放在DRAM中的數(shù)據(jù)無(wú)法繼續(xù)容納。"

AiSAQ技術(shù)的核心在于采用"近零DRAM架構(gòu)",通過(guò)獨(dú)特的算法將所有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)保存在SSD上,僅保留最少的DRAM需求。這種架構(gòu)不僅突破了DRAM容量的物理限制,實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)性的向量數(shù)據(jù)庫(kù)擴(kuò)展,更通過(guò)與NVIDIA cuVS庫(kù)的深度結(jié)合,利用GPU加速索引構(gòu)建,實(shí)現(xiàn)了驚人的性能突破。

根據(jù)鎧俠公布的最新數(shù)據(jù),基于AiSAQ的解決方案在處理1024維向量時(shí),索引構(gòu)建速度相比傳統(tǒng)CPU方案提升20.4倍(從28.4天縮短至1.4天),端到端數(shù)據(jù)攝取時(shí)間加速7.8倍(從31天縮短至4天)。目前,該技術(shù)已在48億參數(shù)規(guī)模的向量檢索場(chǎng)景中得到驗(yàn)證,并正向100億參數(shù)規(guī)模邁進(jìn)。

"AiSAQ技術(shù)既是可以提高人工智能答案準(zhǔn)確性的技術(shù),又是擴(kuò)大SSD在生成式人工智能中應(yīng)用的技術(shù),"鎧俠方面表示。這種開(kāi)源貢獻(xiàn)不僅刺激了SSD在AI應(yīng)用中的使用,更可能從根本上改變傳統(tǒng)存算架構(gòu)的設(shè)計(jì)理念——從"以計(jì)算為中心"轉(zhuǎn)向"以存儲(chǔ)為中心",通過(guò)存儲(chǔ)端的智能處理降低對(duì)昂貴DRAM的依賴。
QLC的進(jìn)階:從冷存儲(chǔ)到溫?cái)?shù)據(jù)的主流化
在容量型存儲(chǔ)領(lǐng)域,鎧俠正推動(dòng)QLC(四層單元)SSD突破傳統(tǒng)的"低成本冷存儲(chǔ)"定位,向溫?cái)?shù)據(jù)甚至部分熱數(shù)據(jù)場(chǎng)景滲透。剛剛發(fā)布的LC9系列作為鎧俠首款QLC NVMe企業(yè)級(jí)SSD,采用E3.L形態(tài)時(shí)容量可達(dá)245.76TB,2.5英寸與E3.S形態(tài)亦可達(dá)122.88TB,采用32層堆疊的BiCS FLASH第八代QLC 3D閃存。

"回顧兩三年前,數(shù)據(jù)中心中QLC SSD的使用幾乎不存在,"鎧俠高管在采訪中坦言,"但現(xiàn)今,QLC SSD正逐漸填補(bǔ)TLC SSD與近線HDD之間的空白。"
QLC SSD應(yīng)用擴(kuò)展的關(guān)鍵在于克服寫(xiě)入壽命的限制。鎧俠通過(guò)FDP(Flexible Data Placement,靈活數(shù)據(jù)放置)技術(shù),顯著降低寫(xiě)放大因子(Write Amplification Factor,WAF),使其接近1,從而大幅延長(zhǎng)SSD使用壽命。從TCO(總擁有成本)角度看,盡管QLC SSD的單品成本高于HDD,但在功耗、散熱、空間占用等方面具有明顯優(yōu)勢(shì),特別適合需要頻繁讀取的溫?cái)?shù)據(jù)場(chǎng)景。

"與TLC相比,QLC的擦寫(xiě)次數(shù)較少,這是它的劣勢(shì),"鎧俠方面解釋道,"但利用FDP技術(shù),可以顯著降低WAF,這使得QLC SSD在數(shù)據(jù)中心中的使用可能會(huì)進(jìn)一步增加。"目前,鎧俠不僅在企業(yè)級(jí)市場(chǎng)推出QLC產(chǎn)品,在消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)也已有基于QLC的UFS產(chǎn)品批量生產(chǎn)并投入市場(chǎng)。
供需緊平衡:AI驅(qū)動(dòng)下的存儲(chǔ)新常態(tài)
面對(duì)當(dāng)前企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)市場(chǎng)的供需緊張與價(jià)格上漲,鎧俠展現(xiàn)出了審慎而樂(lè)觀的態(tài)度。"由于對(duì)人工智能和數(shù)據(jù)中心的需求大幅增加,預(yù)計(jì)在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái),供需形勢(shì)仍將非常緊張,"鎧俠高管在采訪中的表態(tài)與行業(yè)觀察不謀而合。對(duì)于市場(chǎng)關(guān)于"2027年擴(kuò)產(chǎn)落地后是否會(huì)有迅速回調(diào)風(fēng)險(xiǎn)"的擔(dān)憂,鎧俠方面認(rèn)為,鑒于AI普及的持續(xù)性,"預(yù)計(jì)在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)需求不會(huì)急劇下降"。
在供應(yīng)策略上,鎧俠強(qiáng)調(diào)不會(huì)將重心放在單一應(yīng)用領(lǐng)域,而是采取整體平衡的策略。"鎧俠不會(huì)將重點(diǎn)放在一個(gè)極端的應(yīng)用上,"公司方面表示,"而是在生產(chǎn)和銷(xiāo)售產(chǎn)品時(shí)考慮到整體平衡,關(guān)注每種應(yīng)用的需求趨勢(shì)。"這種策略既體現(xiàn)在企業(yè)級(jí)與消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)的平衡,也體現(xiàn)在不同技術(shù)路線(如TLC與QLC)的產(chǎn)能配置。
"今后將采取雙軸發(fā)展戰(zhàn)略,"鎧俠總結(jié)道,"滿足尖端應(yīng)用的高級(jí)需求保持最佳投資效率的同時(shí),開(kāi)發(fā)并向市場(chǎng)推出具有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品。"通過(guò)第十代BiCS FLASH的高密度路線與第九代的高性價(jià)比路線并行,鎧俠試圖在AI帶來(lái)的存儲(chǔ)變局中,既抓住高性能計(jì)算的市場(chǎng)機(jī)遇,又滿足數(shù)據(jù)中心大規(guī)模部署的成本訴求。
當(dāng)AI推理成為新的增長(zhǎng)引擎,當(dāng)存儲(chǔ)從"配角"升級(jí)為決定AI系統(tǒng)效率的關(guān)鍵瓶頸,鎧俠通過(guò)"雙引擎"戰(zhàn)略構(gòu)建的技術(shù)與產(chǎn)品矩陣,正試圖重新定義閃存在智能時(shí)代的角色。正如福田浩一在演講結(jié)尾所言:"作為行業(yè)創(chuàng)新者,鎧俠將持續(xù)推進(jìn)閃存的邊界,釋放更多可能性。"在這場(chǎng)由AI驅(qū)動(dòng)的存儲(chǔ)革命中,如何平衡性能、容量與成本,如何在DRAM之外開(kāi)辟新的存儲(chǔ)層級(jí),將成為決定未來(lái)數(shù)據(jù)中心架構(gòu)走向的關(guān)鍵命題。