今年存储市场最大的事件莫过于闪存价格腰斩,带来的就是SSD出货量的快速增长。众所周知,SSD市场分为消费级SSD和企业级SSD,前者的增长主要来自于对机械硬盘的逐年替代,增长速度比较稳。企业级SSD的增长是对机械硬盘的替代,同时也是海量新增数据存储的强烈需求,所以,未来企业级SSD的增长速度会明显高于消费级SSD。
下图是中国闪存市场预测的消费级SSD在个人电脑中的渗透率,看得出来,到最后几乎会替代绝大部分机械硬盘,但是越往后,增长速度会放缓。
企业级SSD传统的最大部分是SATA SSD,但是,随着PCIe SSD的价格逐渐下降,企业服务器对PCIe SSD支持越来越成熟,未来增长最快的将是PCIe SSD。如下图,2018年全球PCIe SSD出货量800万片,到2021年会增长到3000万片,短短3年增长接近4倍!
很多存储和主控芯片巨头都看到了这个巨大的市场,开始投入力量研发企业级PCIe SSD和主控芯片,但是阿呆认为,现在才进入就有点晚了,为什么?
因为存储行业是一个对产品品质要求极高的行业,毕竟,存储的是用户最重要的数据,故障率和安全性非常重要。同时,在企业级市场,性能的稳定性也是用户非常看重的一个指标。
稳定可靠简简单单四个字,做起来却需要3-4年的产品打磨和超过数万片的出货量才能实现。这就要求这个行业的企业拥有一个非常强的固件开发团队,芯片的硬件只能提供SSD的性能基础,等SSD开始使用之后,会进行很多后台的数据搬运和任务调度,这时候就是固件在发挥作用。
如下图,是一个固态硬盘的内部构造和功能划分。固态硬盘的基础是闪存芯片阵列,企业级SSD需要挑选优质的闪存颗粒才能提供高可靠性。同时,性能稳定性的关键是主控芯片。主控芯片主要分为芯片硬件和固件(Firmware,基于主控芯片工作的软件)两部分,从工作量和重要性来说,芯片硬件和固件各占50%。
硬件主要是做数据处理等计算量、数据量大的任务。例如PCIe物理层实现,读写数据通路,DDR接口电路,多个嵌入式CPU和SRAM片上存储,数据纠错算法,数据加密算法等。
固件的任务是固态硬盘的各种管理算法。包括NVMe协议实现,FTL(Flash Translation Layer)映射表管理,垃圾回收、磨损均衡算法,性能优化、稳定性优化等技术,各种异常处理,开机启动和关机保存数据,异常掉电数据恢复,不同闪存颗粒适配等。客户越多、出货量越大,固件的工作量就越大,因为要开发各种新的功能,同时要解决很多产品使用发现的问题。
Memblaze(忆恒创源)是国内少数拥有成熟可靠企业级SSD固件完整开发能力的公司,在企业级SSD领域已经投入了9年的持续研发,成功实现了将近10万片的PCIe SSD全球出货量。不得不说,Memblaze创业之初是比较艰苦的,走了一条自主研发的道路,要投入大量的资金、高端人才和时间。
中国这些年来经济飞速发展,很多人习惯了赚快钱,不愿意做需要长期技术投入的核心技术研发。但是,中国企业要想真正与国外公司在高利润的行业长期竞争,核心技术是必不可少的。
Memblaze相信企业级存储的未来肯定是PCIe SSD,要想在这个行业里成为头部企业,一定要掌握核心技术。现在,企业级PCIe SSD市场爆发,Memblaze多年的坚持终于有了回报,PCIe SSD出货量越大越稳定,故障率越低,因为大部分问题已经在使用过程中被发现并解决了。现在,能够稳定商用并且性能领先、稳定的PCIe SSD研发团队成了稀缺资源,当国际巨头想进军企业级PCIe SSD行业时,发现已经落在了后面。
如下图,在国际知名评测机构StorageReivew的评测中,Memblaze PCIe SSD Pblaze5的随机读IOPS和延迟都在同批测试几个盘中排名第一。
下图是Memblaze最新研发的低功耗双端口NVMe SSD展示,左边是一台客户服务器,右边两台是控制主机,分别连接到中间的NVMe SSD。典型工作功耗只有10W,可以用在双控全闪存阵列中,一台机器用24个盘,存储工作功耗也只有240W,但是容量可以到几百TB。
未来企业级存储技术的热点是三大方向:SDS(软件定义存储)、超融合、全闪存阵列,这三个产品的存储介质都将是PCIe SSD,在传统存储领域,中国自主研发的力量比较弱,但是,在以PCIe SSD、高速以太网、AI计算为基础的新存储时代,中国存储公司全面崛起,相信会在未来十多年诞生几家世界级企业。