今年的企業(yè)級(jí)SSD領(lǐng)域，各類新技術(shù)層出不窮，出現(xiàn)了3D XPoint、QLC等新型存儲(chǔ)介質(zhì)，以及Open Channel SSD、定制化SSD等新的產(chǎn)品。那么，未來(lái)的數(shù)據(jù)中心SSD將會(huì)怎么發(fā)展，主流的介質(zhì)和產(chǎn)品將是什么類型？

這個(gè)月剛剛結(jié)束的中國(guó)存儲(chǔ)峰會(huì)期間，阿呆有幸參加了中國(guó)企業(yè)級(jí)SSD領(lǐng)軍企業(yè)Memblaze（憶恒創(chuàng)源）產(chǎn)品副總裁張?zhí)?lè)先生的報(bào)告會(huì)，作為一個(gè)SSD行業(yè)的老兵，泰樂(lè)分別從市場(chǎng)和技術(shù)兩方面對(duì)未來(lái)的數(shù)據(jù)中心SSD進(jìn)行了分析。

QLC SSD會(huì)在企業(yè)級(jí)市場(chǎng)普及嗎？

QLC SSD每個(gè)存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)4bit數(shù)據(jù)，TLC SSD每個(gè)存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)3 bit數(shù)據(jù)，所以相比TLC SSD，在同等工藝下，QLC SSD成本可以下降25%，因此，很多數(shù)據(jù)中心客戶希望QLC SSD能夠快速部署在存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)中。那么QLC SSD與TLC SSD相比，主要有哪些問(wèn)題？

如下圖，是2D MLC、3D TLC和3D QLC的性能、成本對(duì)比。QLC和TLC的差距遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于TLC和MLC的差距。主要是以下三方面：

1. QLC的讀延時(shí)是TLC的2.5倍，這將導(dǎo)致QLC的隨機(jī)讀IOPS很差；

2. QLC的寫入性能是TLC的六分之一，這將降低寫帶寬。

3. QLC壽命只有TLC的五分之一，有些寫的多的應(yīng)用，本來(lái)要求能寫五年的場(chǎng)景，QLC可能1年就用完了。

因此，未來(lái)3年內(nèi)企業(yè)級(jí)SSD NAND的技術(shù)變化趨勢(shì)如下圖，TLC的市場(chǎng)份額會(huì)不斷增大，從2018年的60%增長(zhǎng)到2021年的85%。QLC SSD會(huì)從0增長(zhǎng)到10%。MLC SSD從40%銳減到3%。

3D XPoint的價(jià)值

從性能來(lái)看，QLC SSD比TLC SSD還是有較大差距，無(wú)法成為未來(lái)5年數(shù)據(jù)中心的主流，那么性能比TLC SSD更好的3D XPoint SSD是否有希望搶占SSD市場(chǎng)？

眾所周知，SSD能夠逐漸取代傳統(tǒng)機(jī)械硬盤，漸漸成為數(shù)據(jù)中心的主流存儲(chǔ)介質(zhì)，依靠的不僅僅是比機(jī)械硬盤高幾十倍甚至上百倍的性能，更重要的是不斷下降甚至未來(lái)5年內(nèi)有希望比機(jī)械硬盤還低的成本。

同理，XPoint相比TLC并沒(méi)有SSD比HDD那么大的性能優(yōu)勢(shì)，同時(shí)成本未來(lái)5年內(nèi)比TLC還高至少5倍以上，那么，注定只能在數(shù)據(jù)中心SSD領(lǐng)域，成為一個(gè)小眾的選擇。

XPoint的真正價(jià)值，是在某些大內(nèi)存的場(chǎng)景下，作為NVDIMM使用。因?yàn)橄啾乳L(zhǎng)期居高不下的內(nèi)存價(jià)格，XPoint還是很便宜的。如下圖，在數(shù)據(jù)中心中，XPoint可以作為內(nèi)存使用，組成一個(gè)大的數(shù)據(jù)緩存池，提供給多個(gè)CPU或主機(jī)共享，通過(guò)高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享。

Open Channel SSD是否會(huì)取代NVMe？

隨著阿里數(shù)據(jù)中心開(kāi)始部分采用定制的Open Channel SSD，不少SSD廠商也逐漸關(guān)注Open Channel SSD。那么Open Channel SSD未來(lái)是否會(huì)在數(shù)據(jù)中心取代NVMe SSD？

目前看起來(lái)還是很困難，最大的問(wèn)題是Open Channel SSD缺少生態(tài)和標(biāo)準(zhǔn)。如下圖，在Fusion-IO時(shí)代，PCIe SSD采用的是私有協(xié)議，這種方案一開(kāi)始還沒(méi)有問(wèn)題，但是當(dāng)大家都開(kāi)始做PCIe SSD的時(shí)候，對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，就希望能有一個(gè)統(tǒng)一的協(xié)議來(lái)作為標(biāo)準(zhǔn)，所以，在Intel、三星等大公司的力推之下，NVMe成為了標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。

現(xiàn)在，NVMe SSD的生態(tài)越來(lái)越成熟，硬件產(chǎn)品最重要的是標(biāo)準(zhǔn)化，有了標(biāo)準(zhǔn)之后，SSD廠商可以通過(guò)批量出貨和各種優(yōu)化把可靠性和性能穩(wěn)定性做到最佳，更重要的是，標(biāo)準(zhǔn)化可以降低成本，加速產(chǎn)品導(dǎo)入。

但是標(biāo)準(zhǔn)化也有缺點(diǎn)，就是無(wú)法滿足客戶的定制化需求。但是我們要看到，NVMe協(xié)議是一個(gè)正在快速更新的協(xié)議，目前通過(guò)IO-Determination、NVMe-KV和NVMe Over Fabrics等新增的功能，實(shí)現(xiàn)了各種定制化需求。

所以，未來(lái)5年內(nèi)數(shù)據(jù)中心的主流，還是NVMe SSD。

數(shù)據(jù)中心NVMe SSD的關(guān)鍵是什么？

當(dāng)然是核心技術(shù)。Memblaze（憶恒創(chuàng)源）是國(guó)內(nèi)少數(shù)擁有成熟可靠企業(yè)級(jí)SSD固件完整開(kāi)發(fā)能力的公司，在企業(yè)級(jí)SSD領(lǐng)域已經(jīng)投入了9年的持續(xù)研發(fā)，成功實(shí)現(xiàn)了將近10萬(wàn)片的PCIe SSD全球出貨量。不得不說(shuō)，Memblaze創(chuàng)業(yè)之初是比較艱苦的，走了一條自主研發(fā)的道路，要投入大量的資金、高端人才和時(shí)間。

中國(guó)這些年來(lái)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，很多人習(xí)慣了賺快錢，不愿意做需要長(zhǎng)期技術(shù)投入的核心技術(shù)研發(fā)。但是，中國(guó)企業(yè)要想真正與國(guó)外公司在高利潤(rùn)的行業(yè)長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)，核心技術(shù)是必不可少的。

Memblaze相信企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)的未來(lái)肯定是PCIe SSD，要想在這個(gè)行業(yè)里成為頭部企業(yè)，一定要掌握核心技術(shù)。現(xiàn)在，企業(yè)級(jí)PCIe SSD市場(chǎng)爆發(fā)，Memblaze多年的堅(jiān)持終于有了回報(bào)，PCIe SSD出貨量越大越穩(wěn)定，故障率越低，因?yàn)榇蟛糠謫?wèn)題已經(jīng)在使用過(guò)程中被發(fā)現(xiàn)并解決了。現(xiàn)在，能夠穩(wěn)定商用并且性能領(lǐng)先、穩(wěn)定的PCIe SSD研發(fā)團(tuán)隊(duì)成了稀缺資源，當(dāng)國(guó)際巨頭想進(jìn)軍企業(yè)級(jí)PCIe SSD行業(yè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)落在了后面。

如下圖，在國(guó)際知名評(píng)測(cè)機(jī)構(gòu)StorageReivew的評(píng)測(cè)中，Memblaze PCIe SSD Pblaze5的隨機(jī)讀IOPS和延遲都在同批測(cè)試幾個(gè)盤中排名第一。

下圖是Memblaze最新研發(fā)的低功耗雙端口NVMe SSD展示，左邊是一臺(tái)客戶服務(wù)器，右邊兩臺(tái)是控制主機(jī)，分別連接到中間的NVMe SSD。典型工作功耗只有10W，可以用在雙控全閃存陣列中，一臺(tái)機(jī)器用24個(gè)盤，存儲(chǔ)工作功耗也只有240W，但是容量可以到幾百TB。

未來(lái)企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)技術(shù)的熱點(diǎn)是三大方向：SDS（軟件定義存儲(chǔ)）、超融合、全閃存陣列，這三個(gè)產(chǎn)品的存儲(chǔ)介質(zhì)都將是PCIe SSD，在傳統(tǒng)存儲(chǔ)領(lǐng)域，中國(guó)自主研發(fā)的力量比較弱，但是，在以PCIe SSD、高速以太網(wǎng)、AI計(jì)算為基礎(chǔ)的新存儲(chǔ)時(shí)代，中國(guó)存儲(chǔ)公司全面崛起，相信會(huì)在未來(lái)十多年誕生幾家世界級(jí)企業(yè)。