存儲市場SSD主控芯片賽道迎來重量級新“玩家”：11月1日，阿里巴巴平頭哥宣布推出旗下首款SSD主控芯片——鎮(zhèn)岳510，進軍企業(yè)級SSD市場。

平頭哥介紹，鎮(zhèn)岳510內(nèi)置玄鐵910 RISC-V多核CPU，采用平頭哥自研芯片架構(gòu)，支持PCle 5.0主機接口以及DDR5.0內(nèi)存接口。

性能上，鎮(zhèn)岳510支持3400K IOPS的能力，每瓦功耗可提供420K IOPS的性能，實現(xiàn)4μs超低時延，比業(yè)界主流降低30%以上 ，誤碼率低至10^-18。

該款芯片將首先在阿里云上線使用，可應(yīng)用于AI、在線交易、大數(shù)據(jù)分析、高性能數(shù)據(jù)庫等業(yè)務(wù)場景。

平頭哥「不走尋常路」

邁進企業(yè)級SSD主控芯片領(lǐng)域

資料顯示，平頭哥半導(dǎo)體于2018年9月宣布成立，是阿里巴巴集團的全資半導(dǎo)體芯片業(yè)務(wù)主體。平頭哥在成立之后，在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域投入大量研發(fā)并取得了一系列成果，但這一階段，平頭哥更多的向外界展示的是一家算力芯片公司形象，推出產(chǎn)品包括通用CPU倚天710、AI推理芯片含光800等產(chǎn)品。

盡管存儲作為云數(shù)據(jù)中心的核心組件之一，擁有廣闊的市場空間，但這一市場幾乎被傳統(tǒng)存儲企業(yè)掌握，鮮有互聯(lián)網(wǎng)科技巨頭涉足，平頭哥進入存儲領(lǐng)域看似是在不走尋常路。

但對于平頭哥而言，SSD主控芯片的技術(shù)發(fā)展迎來了新的節(jié)點，此刻入局是最佳時機。平頭哥產(chǎn)品總監(jiān)周冠鋒表示,過去幾年SSD接口已經(jīng)從PCle 3.0、 PCle 4.0過渡到PCle 5.0，2023年是SSD從PCle 4.0到PCle 5.0演進的節(jié)點，因此平頭哥提前規(guī)劃了這顆支持PCle 5.0的SSD主控芯片，以應(yīng)對全新的市場趨勢。

另一方面，云計算定義硬件正在成為新的趨勢，2021年，平頭哥推出首顆為云而生的CPU倚天710，該芯片通過阿里云對外服務(wù)，可大幅提升算力性價比，目前已服務(wù)小米、嘉豐永道、新開普等公司。而現(xiàn)在，云存儲也亟需從底層芯片上實現(xiàn)變革。

因此，平頭哥推出這顆SSD主控芯片也在情理之中。據(jù)介紹，平頭哥SSD主控芯片從2021年上半年正式立項，并逐步掌握了SSD主控芯片設(shè)計的全部技術(shù)，經(jīng)過兩年時間的研發(fā)，鎮(zhèn)岳510正式在云棲大會期間問世，并在多項核心指標上位居業(yè)界領(lǐng)先地位。

當然，平頭哥并沒有盲目布局，在存儲這條產(chǎn)品線上會保持相對克制的策略。周冠鋒強調(diào)，鎮(zhèn)岳510平頭哥目前會繼續(xù)沿著高端企業(yè)級路線進行演進，不會拓展到消費級、車規(guī)、工規(guī)等市場。


企業(yè)級SSD與消費級SSD的區(qū)別

眾所周知，SSD根據(jù)使用的場景不同，分為企業(yè)級SSD和消費級SSD。消費級SSD就是普通消費者們在個人PC、筆記本等設(shè)備上使用安裝的SSD，企業(yè)級SSD則被應(yīng)用在各大數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器中，那么企業(yè)級SSD與消費級SSD之間的區(qū)別在哪？

企業(yè)級SSD多用于7x24小時運行的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器，對產(chǎn)品的實時反應(yīng)以及數(shù)據(jù)安全穩(wěn)定性具有較高要求，同時也對SSD的讀寫速度以及響應(yīng)延遲都有著更嚴苛的要求。而消費級SSD并不像企業(yè)級SSD一樣長時間滿載，只在初始時間提供較高的讀寫性能，但隨著讀寫數(shù)據(jù)量的增加會逐漸降速，并且響應(yīng)延遲也會有一定增長。

斷電保護也是SSD上必不可少的一環(huán)，但企業(yè)級SSD相比消費級更為嚴苛。企業(yè)級SSD配備了專用電容以及斷電保護電路，在突然斷電時由SSD主控從專用電容中獲取電能，以留出足夠的時間來完成現(xiàn)有的寫入任務(wù)，降低數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險。消費級SSD的斷電保護則是在固件算法層面實現(xiàn)，一般只能保護FTL（閃存轉(zhuǎn)譯層）的數(shù)據(jù)，避免掉盤變磚，而無法保護DRAM中緩存的其他用戶數(shù)據(jù)。

SSD有幾個關(guān)鍵的指標來衡量其可靠性，UBER（Uncorrectable Bit Error Rate，不可修復(fù)的錯誤比特率）和MTBF（Mean Time Between Failure, 平均故障間隔時間）。這也是區(qū)分企業(yè)級和消費級SSD的重要標準，消費級SSD的UBER通常為每10^16個bit中出現(xiàn)1個錯誤，企業(yè)級SSD的UBER則要求每10^17個bit中出現(xiàn)1個不可修復(fù)錯誤。消費級SSD的MTBF通常為150萬小時，企業(yè)級SSD的MTBF至少要保持200萬小時。

通常情況下，企業(yè)級SSD必須能夠承受需全天24小時訪問數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的常見情形中繁重的寫入活動，而個人消費級SSD每天大概只有不超過12小時的充分利用時間，因此對于產(chǎn)品的耐用度要求也是不一樣的。消費級TLC SSD中，通常1TB容量能夠提供600T總寫入壽命，而企業(yè)級則是以DWPD來計算耐用度，5年質(zhì)保的1.92TB SSD提供1 DWPD意味著保修期內(nèi)能夠每天整盤寫入1次，也就是總共3504TB的寫入壽命。


未來需求

過去幾個月由于需求不足及供應(yīng)過剩，NAND閃存和SSD的平均銷售價格都在一直下降。由于業(yè)界更多地選用SSD，以替換以往的HDD，使得SSD銷售數(shù)量和總銷售額都出現(xiàn)了增長。

2022年SSD的市場規(guī)模為290億美元，銷售數(shù)量為3.52億，研究機構(gòu)Yole Group預(yù)計五年后的2028年，SSD市場規(guī)模將達到670億美元，銷售數(shù)量增加至4.72億，2022年至2028年的復(fù)合年增長率約為15%。

2022年的3.52億塊SSD里，企業(yè)級SSD約有5500萬塊，其余為客戶端SSD。企業(yè)級SSD以PCIe SSD為主，約占55%，也就是3000萬塊左右，PCIe SSD的比例到了2028年將上升至71%，對應(yīng)的是7900萬塊?？蛻舳薙SD的PCIe SSD比重也會同樣增加，占比從2022年的85%提升至96%，數(shù)量從2.52億增加至3.47億。

Yole Group預(yù)計2028年將有69%的企業(yè)SSD使用PCIe 5.0接口，而使用PCIe 6.0接口的SSD占比為16%。如果是客戶端SSD，2028年P(guān)CIe 6.0 SSD僅占微不足道的3%。

2022年SSD的市場規(guī)模從2021年的340億美元降至290億美元，在Yole Group看來這種急劇下滑是一次性事件。由于市場存在較多不確定因素，Yole Group沒有對2023年市場的整體前景、數(shù)量和金額作出預(yù)測，不過認為客戶端SSD為了幾年的需求都相對疲軟，而企業(yè)SSD會受到數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域需求的推動。

PCIe 4.0 SSD發(fā)展前景大

據(jù)IDC針對中國企業(yè)級SSD市場份額的研報統(tǒng)計，2021年市場規(guī)模增長16.2%，達到32.8億美元(約合人民幣225.3億)，約占全球市場的16.9%。此外，該機構(gòu)還預(yù)測，到2025年，全球SSD市場規(guī)模將達到255.1億美元，中國企業(yè)級SSD市場規(guī)模將增至489億元人民幣，5年間的復(fù)合增速約25%，其中PCIe SSD市場份額比例將從2020年的59%增至90%。

近年來，中國大陸存儲廠商積極發(fā)力PCIe 3.0、PCIe 4.0，以及PCIe 5.0企業(yè)級SSD。TrendForce數(shù)據(jù)顯示，我國企業(yè)級SSD的出貨量在2019年還不到400萬片，預(yù)計到2025年將超過1,300萬片，其中的年增長率將超過18%。其中，英特爾和三星依托技術(shù)生態(tài)、供應(yīng)鏈整合等能力要素處于主導(dǎo)地位，市場占比合計接近70%。同時，本土廠商實力正在快速提升，這將有望改變當下的市場格局。

薛立成指出，一款成功的產(chǎn)品要有準確的市場定位。未來三到五年，企業(yè)級存儲市場會以PCIe 4.0 SSD為主。未來4年，PCIe 4.0的占比超過了70%，國內(nèi)外的PCIe 4.0 CPU生態(tài)系統(tǒng)都具備完全的成熟度，可以說PCIe 4.0的SSD也是不折不扣的剛需產(chǎn)品。另外，隨著NVMe 2.0的推出，更多用戶希望未來的SSD能支持，包括分區(qū)命名空間、Endurance Group管理等新特性，前者可有效地減少客戶對磁盤的寫入數(shù)量，后者可為多用戶、多應(yīng)用提供與之匹配的性能。因此，既支持PCIe 4.0接口又支持NVMe 2.0協(xié)議的STAR2000，將能在企業(yè)級SSD市場上贏得認可。