Компания Nimbus Data анонсировала накопители семейства ExaDrive EN с Ethernet-подключением: это, как утверждается, первые в мире многопротокольные U.2 SSD, поддерживающие NVMe-oF и NFS. Устройства ориентированы на поставщиков облачных услуг и операторов масштабных ИИ-платформ.

Попытки создания SSD с Ethernet предпринимались и ранее, например, Kioxia представила накопители EM6 ещё в 2021 году. Но, как заявляет Nimbus Data, возможности таких изделий были ограничены. Отмечается, что предыдущие решения фактически представляли собой обычные NVMe SSD с конвертером NVMe-to-Ethernet на базе ASIC либо внутри самого накопителя, либо на внешнем адаптере. Nimbus Data заявляет, что такая схема сопряжена с нехваткой необходимого ПО и снижением вычислительной мощности. В результате подобные продукты предлагают лишь базовый блочный доступ, работают медленнее традиционных SSD и не могут в полной мере использовать возможности, которые предоставляет технология Ethernet.

В устройствах Nimbus Data ExaDrive EN используется иной подход, говорит компания. В накопителях применяется SoC с архитектурой Arm, обеспечивающая вычислительные ресурсы для поддержки функций, выходящих за рамки простого блочного хранилища. Кроме того, Nimbus Data портировала на Arm свой софт HALO, создав тем самым «основу для интеллектуального Ethernet SSD с уникальными возможностями». То есть речь идёт уже о SmartSSD с сетевым интерфейсом.

Источник изображения: Nimbus Data

Среди ключевых особенностей ExaDrive EN названы встроенная поддержка протоколов NFS и NVMe/TCP, шифрование AES-256 и подсчёт контрольных сумм для автоматического устранения повреждений данных. Устройства соответствуют спецификации SNIA Native NVMe-oF Drive v1.1, что гарантирует совместимость с EBOF (Ethernet Bunch of Flash). В дальнейшем функциональность будет расширяться: станут доступны сжатие, поддержка параллельных файловых систем и S3-совместимого объектного хранилища.

Используя устройства ExaDrive EN, организации могут задействовать дезагрегацию для создания более эффективной и масштабируемой инфраструктуры данных. Хосты подключаются к таким SSD с помощью клиентов NVMe-oF/TCP и NFS, поддержка которых есть в популярных ОС. Накопителями можно управлять и разделять их на виртуальные пространства имен с помощью веб-интерфейса HALO, CLI или RESTful API. Таким образом, при формировании масштабных хранилищ отпадает необходимость в приобретении дополнительных серверов, сетевых карт, коммутаторов и другого оборудования. В сочетании с масштабируемыми файловыми системами накопители ExaDrive EN можно объединить в единое глобальное пространство экзабайтного уровня.

На первом этапе накопители ExaDrive EN будут доступны в версии вместимостью 16 Тбайт на основе флеш-памяти TLC: такие изделия поступят в продажу в IV квартале 2024 года. В 2025-м появятся варианты большей ёмкости.

Во время анонса накопителей Ultrastar DC SN861 компания Western Digital не стала уточнять, какой именно контроллер применён в новых SSD, что привело к предположениям об использование контроллера собственной разработки. Теперь же выяснилось, что в новинках используется решение южнокорейской компании Fadu, передаёт AnandTech.

FADU, основанная в 2015 году, специализируется на создании решений для твердотельных накопителей корпоративного класса, к которым относится и Ultrastar DC SN861. Накопитель оснащён контроллером FADU FC5161, который поддерживает 16 NAND-каналов с интерфейсом ONFi 5.0, обеспечивающим скорость передачи данных до 2400 МТ/с. Контроллер также предлагает поддержку спецификации OCP Cloud Spec 2.0, SR-IOV, до 512 пространств имён ZNS, FDP (гибкое размещение данных), защиту от потери питания, сквозную защиту целостности данных и другие функции. FC5161 использует интерфейс PCIe 5.0 (x4 или два x2) и соответствует спецификациями NVMe 2.0 и NVMe-MI 1.2

Источник изображения: Western Digital

Скорость последовательного у Ultrastar DC SN861 чтения достигает 13,7 Гбайт/с, последовательной записи — 7,5 Гбайт/с. Производительность на случайных операций накопитель составляет до 3,3 млн IOPS при чтении блоков размером 4К и до 0,8 млн IOPS при случайной записи. Накопители выпускаются в разных объёмах, начиная от 1,6 Тбайт и заканчивая 7,68 Тбайт, с заявленным уровнем надежности 1–3 DWPD в течение 5 лет. SSD доступен в форм-факторах E1.S (15 мм) и U.2 (15 мм). E1.S-вариант поддерживает FDP и оптимизирован для облачных сред, а U.2-модификация ориентирована на корпоративные нагрузки и новые приложения, такие как ИИ.

У Ultrastar DC SN861 есть ещё одна отличительная особенность: энергопотребление в режиме ожидания составляет порядка 5 Вт или менее, что относительно немного по меркам накопителей корпоративного класса и, например, на 1 Вт меньше по сравнению с DC SN840. Хотя разница с предшественниками может составлять всего 1 Вт, для гиперскейлеров, которые используют тысячи накопителей, каждый Ватт имеет значение. На данный момент Ultrastar DC SN861 доступен для приобретения избранным крупным заказчикам, например, Meta✴.

Спрос на ИИ-системы и соответствующие серверы привёл к росту заказов на SSD корпоративного класса в последние два квартала. По данным TrendForce, производители компонентов для твердотельных накопителей налаживают производственные процессы, готовясь к массовому выпуску накопителей нового поколения, которые появятся на рынке в 2025.

Увеличение заказов корпоративных SSD от пользователей ИИ-серверов привело к росту контрактных цен на эту категорию товаров на более чем 80 % с IV квартала 2023 года по III квартал 2024. При этом SSD играют ключевую роль в развитии ИИ, поскольку только они годятся для эффективной работы с моделями. Помимо собственно хранения данных модели они также нужны для создания контрольных точек во время обучения, чтобы в случае сбоев можно было быстро «откатить» модель и возобновить обучение.

Благодаря высокой скорости записи и чтения, а также повышенной надёжности в сравнении с HDD, для тренировки моделей обычно выбирают TLC-накопители ёмкостью 4–8 Тбайт. Эффективность RAG и больших языковых моделей (LLM), особенно для генерации медиаконтента, зависят и от ёмкости, и от производительности накопителей, поэтому для инференса более предпочтительны TLC/QLC-накопители ёмкостью от 16 Тбайт.

Источник изображения: TrendForce

Со II квартала 2024 года спрос на SSD для ИИ-серверов ёмкостью больше 16 Тбайт значительно вырос. С повышением доступности ускорителей NVIDIA H100/H20/H200 клиенты начали наращивать спрос и на TLC SSD на 4 и 8 Тбайт. В агентстве считают, что закупочная ёмкость SSD для в 2024 году превысит 45 Эбайт, а в следующие несколько лет спрос на серверные SSD будет увеличиваться более чем на 60 % ежегодно. В частности, на SSD для ИИ-нагрузок потенциально уйдёт до 9 % всей NAND-памяти в 2025, тогда как в 2024 году этот показатель, как ожидается, составит 5 %.

Компания Western Digital анонсировала платформу хранения данных OpenFlex Data24 4000 класса NVMe-oF JBOF с возможностью установки 24 NVMe SSD стандарта U.2. Например, могут применяться накопители Ultrastar DC SN655 вместимостью 15,36 Тбайт, что в сумме даст около 368 Тбайт ёмкости.

Система выполнена в форм-факторе 2U с размерами 85,5 × 491,1 × 628,65 мм. Задействованы хост-адаптеры RapidFlex на основе фирменных ASIC A2000 с возможностью использования в общей сложности до 12 портов 100GbE. Говорится о поддержке TCP и RoCEv2.

Производительность RoCEv2 достигает 27 млн операций ввода/вывода в секунду (IOPS) при произвольном чтении данных блоками по 4 Кбайт и 3 млн операций при произвольной записи. Скорость последовательного чтения и записи — до 135 и 92 Гбайт/с соответственно. В случае TCP показатель IOPS составляет до 21 млн при произвольном чтении и до 3 млн при произвольной записи. Скорость последовательного чтения и записи — до 113 и 86 Гбайт/с.

Источник изображения: Western Digital

Устройство OpenFlex Data24 4000 несёт на борту чип BMC с ядром Arm; имеется выделенный порт 1GbE для удалённого мониторинга и управления. Диапазон рабочих температур — от +10 до +35 °C. Питание обеспечивают два блока мощностью 800 Вт с сертификатом Titanium. Производитель предоставляет пятилетнюю гарантию.

На мероприятии FMS 2024 компания Samsung показала новые серверные SSD PM1753 и BM1743. Последний был ансонирован месяц назад, а на FMS был впервые показана модификация объёмом 128 Тбайт, ставшая достойным ответом решениям Solidigm, Pascari (Phison) и Western Digital.

Источник изображений: Samsung

Несмотря на использование QLC (v7 vNAND), у BM1743 достаточно высокие показатели производительности: линейные скорости чтения и записи составляют 7,5 Гбайт/с и 3,5 Гбайт/с соответственно. На случайных операциях SSD развивает 1,6 млн и 45 тыс IOPS. BM1743 использует форм-фактор U.2 и интерфейс PCIe 4.0, а с последними версиями прошивки он стал заметно экономичнее и потребляет в режиме простоя лишь около 2 Вт.

Где-то в 2024–2026 гг. Samsung должна представить массовые решения объёмом 256 Тбайт, а в следующие за ним пару лет довести ёмкость и до 512 Тбайт. В последнем случае, как ожидается, накопители будут представлены исключительно в форм-факторе EDSFF E3.L. К 2035 году компания намеревается выпустить SSD объёмом 1 Пбайт.

А вот Samsung PM1753 относится к совсем иному классу решений. Новинка ориентирована на ЦОД нового поколения с инфраструктурой PCI Express 5.0 и будет поставляться в форм-факторах U.2 и E3.S. Предельный объём здесь составляет 32 Тбайт, зато производительность благодаря 16-канальному контроллеру у него приличная: чтение 14,8 Гбайт/с, запись 11 Гбайт/с. Для случайных операций заявлены 3,4 млн и 600 тыс IOPS соответственно.

Таким образом, меньше чем за месяц звание самого быстрого SSD перешло от Micron 9550 к Solidigm D7-PS1010, а теперь и к Samsung PM1753, если, конечно, не учитывать формальный рекорд Kioxia CM7-R ещё двухлетней давности. В основе PM1753 лежит девятое поколение TLC V-NAND, обеспечивающее повышенную в 1,6–1,7 раза энергоэффективность в сравнении с решениями предыдущего поколения. В простое PM1753, как обещается, будет потреблять лишь 4 Ватта. Естественно, новинки ориентированы на современные ИИ-инфраструктуры.

Интересны и Samsung PM9D3a, представленные в форм-факторах M.2, U.2 и E1.S/E3.S 1T. В первом случае ёмкость ограничена значением 4 Тбайт, более крупные форматы включают в себя модели объёмом до 32 Тбайт. Они используют 8-канальный контроллер с PCIe 5.0, обеспечивающий при записи до 50 тыс IOPS на каждый Тбайт. Производительность при случайном чтении у этой новинки достигает 1,8 млн IOPS, линейные скорости чтения и записи составляют 12 Гбайт/с и 7 Гбайт/с, соответственно.

PM9D3a являются первыми накопителями Samsung с технологией Flexible Data Placement (FDP), которая позволяет группировать данные для совместной записи по команде хоста. Эти накопители отличаются высокой гибкостью конфигурирования, улучшенной энергоэффективностью, предсказуемой и настраиваемой производительностью, а также низким TCO. Поэтому нацелены они в первую очередь на гиперскейлеров.

Системы оптического интерконнекта ждёт большое будущее — в этом уверено большинство крупных производителей микрочипов. Фотоника неизбежно проникнет и в такую консервативную область, как интерфейсы подключения дисковых накопителей. И в этом направлении сделаны первые практические шаги: на конференции FMS 2024 компания Kioxia показала в работе демонстрационную платформу SSD, оснащенную оптическим интерфейсом.

Источник здесь и далее: Kioxia via ServeTheHome

У нынешнего воплощения физических интерфейсов есть ряд неустранимых недостатков: это и ограниченность четырьмя линиями PCI Express, и определённые габаритные ограничения, и крайне малая длина кабелей, связанная в том числе с проблемами поддержания целостности сигнала, что особенно актуально для высокоскоростных версий PCIe, а также влиянием посторонних электромагнитных помех.

Решение Kioxia, разработанное в рамках «зелёной инициативы» NEDO, ставящей целью 40 % снижение энергопотребления компонентов ЦОД нового поколения, всех этих недостатков лишено. Оптический канал связи никаким электромагнитным помехам не подвержен, а дистанция подключения (в случае решения Kioxia) может составлять до 40 м, причём этот показатель планируется в дальнейшем довести до 100 м.

Кроме того, такой подход упрощает дезагрегацию СХД, благо такое подключение может быть коммутируемым. А заодно можно вынести флеш-накопители за пределы горячей зоны по соседству с CPU и GPU. Kioxia также говорит о более компактных соединительных разъёмах, сравнивая свою новинку с U.2, но стоит помнить, что последний обеспечивает SSD питанием, в то время как чисто оптический интерфейс этого делать не может.

Устройство, показанное на конференции, не было полноценным «оптическим SSD»: к обычному накопителю с интерфейсом U.2 была подключена плата-переходник, на которой располагался трансивер. Однако с учётом успехов, которые в настоящее время делает кремниевая фотоника, оптический интерфейс может быть легко интегрирован на плату самого накопителя. Правда, массовое производство таких SSD, согласно планам Kioxia, рассчитано на использование как минимум PCI Express 8.0, так что увидим мы их явно не завтра. Впрочем, такое решение уже сейчас могло бы подойти для Ethernet SSD.

Компании Western Digital, Solidigm и Phison анонсировали SSD большой вместимости, предназначенные прежде всего для использования в дата-центрах, ориентированных на задачи ИИ. Во всех изделиях применяются чипы флеш-памяти QLC NAND (четыре бита информации на ячейку).

Новинка Western Digital имеет ёмкость 128 Тбайт. Применены 218-слойные чипы Kioxia BiCS8 QLC NAND. Образец устройства продемонстрирован на выставке FMS 2024 (the Future of Memory and Storage). Решение будет предлагаться в форм-факторах U.2/U.3. Прошивка накопителя оптимизирована для обслуживания контрольных точек ИИ — рабочей нагрузки, которая включает в себя всплески последовательной записи, но также требует, чтобы SSD поддерживал приемлемую производительность для одновременных операций чтения. На этих задачах скорость достигает соответственно 6,32 Гбайт/с и 3,13 Гбайт/с.

В свою очередь, Solidigm показала на FMS 2024 QLC-накопитель формата U.2, способный хранить 122 Тбайт информации. Работа устройства, оснащённого интерфейсом PCIe 4.0, была показана в составе сервера типоразмера 2U. Достигается скорость последовательного чтения данных до 7186 Мбайт/с и скорость последовательной записи до 3307 Мбайт/с. Показатель IOPS (операций ввода/вывода в секунду) при произвольном чтении блоков по 4 Кбайт — 1,27 млн. Поставки таких SSD планируется организовать в начале 2025 года.

Источник изображения: Phison

Phison представила QLC-накопители Pascari D200V в форматах U.2, E3.S и E3.L. Их ёмкость варьируется от 30,72 до 122,88 Тбайт. Задействован интерфейс PCIe 5.0. Заявленная скорость последовательного чтения составляет до 14 000 Мбайт/с, скорость последовательной записи — до 2100 Мбайт/с. Значение IOPS при произвольном чтении (4 Кбайт) достигает 3 млн, при произвольной записи (16 Кбайт) — 15,6 тыс. Реализована поддержка TCG Opal 2.0 и AES-XTS 256. Диапазон рабочих температур — от 0 до +70 °C.

Компания Solidigm представила серию производительных SSD D7-PS1010 и D7-PS1030 на базе новой 176-слойной флеш-памяти SK hynix. Главным нововведением можно назвать переход на более новую версию интерфейса: если D7-P5x20 использовали PCI Express 4.0, то в D7-PS10x0 используется PCI Express 5.0. Это позволило довести скорость чтения до 14,5 Гбайт/c и, чуть-чуть обогнав Micron 9550 по этому показателю, назвать новинки самыми производительными в мире SSD.

Новые накопители ориентированы на сценарии с высокой интенсивностью IO-операций ввода-вывода, характерных, в числе прочего, и для ИИ-нагрузок. Оба модельных ряда представлены в форм-факторах E3.S (7,5 мм) и U.2 (15 мм). В иерархии накопителей Solidigm новинки расположились сразу за D7-P5810, которые используют флеш-память в режиме SLC.

Источник изображений: Solidigm

Третья цифра в обозначении новых моделей означает число полных перезаписей в день (DPWD) в течение 5 лет. Таким образом, D7-PS1010 представляют собой SSD для смешанных нагрузок с показателем PBW в 28 Пбайт для старшей модели (1 DWPD), а D7-PS1030 покажут большую надёжность в сценариях с активной записью данных (3 DWPD), поскольку гарантированно выдержат до 70 Пбайт записи.

Для всех вариантов заявлена наработка на отказ на уровне 2,5 млн часов. Наличие защиты от сбоев по питанию и коррекции ошибок в SRAM позволяет заявить о высоком уровне надёжности (UBER) — по словам производителя, он в 100 раз превышает требования JEDEC. Новинки соответствуют стандартам NVMe v2.0, NVMe-MI v1.2, OCP v2.0r21, TCG-OPAL 2.02, DMTF SPDM 1.1.0 и поддерживают Secure Boot, подписанные прошивки, безопасное стирание, управление жизненным циклом и т.д.

Модельный ряд PS1010 стартует с отметки 1,92 Тбайт и заканчивается версией объёмом 15,36 Тбайт, а PS1030 в силу ориентации на повышенную надёжность выпускаются объёмами от 1,6 до 12,8 Тбайт. Показатели линейной скорости записи начинаются с 4,1 Гбайт/с, версии объёмом 3,2/3,84 Тбайт развивают 8,2 Гбайт/с, а наиболее ёмкие варианты — 9,3 Гбайт/с. Производительность на случайных операциях лежит в пределах 2,35–3,1 млн IOPS при чтении и 0,15–0,8 млн IOPS при записи.

Новые SSD очень экономичны, удельное соотношение производительности к энергопотреблению, по словам Solidigm, у них на 70 % лучше, нежели у решений иных производителей. При этом производительность новинок в нагрузках с высокой долей случайных операций чтения на 46 % выше, чем у конкурентов. Вкупе с поддержкой GPUDirect это делает D7-PS1010 и D7-PS1030 идеальным выбором при построении ИИ-кластеров, говорит производитель.

Компания Microchip Technology анонсировала контроллер Flashtec NVMe 5016, предназначенный для создания высокопроизводительных SSD корпоративного класса с интерфейсом PCIe 5.0 (NVMe 2.0+). Такие накопители смогут применяться в том числе в дата-центрах, ориентированных на ресурсоёмкие ИИ-задачи.

16-канальный контроллер Flashtec NVMe 5016, как утверждает разработчик, способен обеспечивать скорость последовательного чтения информации более 14 Гбайт/с. Показатель IOPS (операций ввода/вывода в секунду) при произвольном чтении 4K-блоками достигает 3,5 млн. Контроллер поддерживает как однопортовую конфигурацию PCIe 5.0 x4, так и двухпортовую (два x2). Новинка рассчитана в первую очередь на накопители в форм-факторах E.3 и U.2/U.3.

Источник изображения: Microchip

Контроллер может работать с чипами флеш-памяти разного типа, включая QLC, TLC, MLC, SLC NAND (Toggle/ONFI 3200 МТ/с). В качестве буфера можно использовать DDR5-5200. Реализованы средства коррекции ошибок LDPC/ECC и сквозная защита целостности данных. Также в состав контроллера входит ML-движок для интеллектуального управления накопителем. Заявленная энергетическая эффективность при обработке данных составляет 2,5 Гбайт в расчёте на 1 Вт. При производстве Flashtec NVMe 5016 используется 6-нм техпроцесс.

Источник изображения: Microchip

По заявлениям Microchip, новый контроллер предназначен для поддержания различных корпоративных приложений, таких как обработка транзакций и финансовых данных, интеллектуальный анализ информации и пр. Есть поддержка ZNS, FDP, виртуализации (PF/VF), SRIOV. Гибкость и масштабируемость изделия помогают снизить общую стоимость владения инфраструктурой хранения данных.

Пробные поставки Flashtec NVMe 5016 уже начались. Разработчикам доступны сопутствующие комплекты — решения PM35160-KIT и PMT35161-KIT с различной конфигурацией NAND, а также SDK.

Компания ScaleFlux анонсировала высокопроизводительные вычислительные SSD семейства CSD5000 на базе фирменного контроллера FX5016, предназначенные для поддержания ресурсоёмких рабочих нагрузок, связанных с ИИ, машинным обучением, аналитикой данных и НРС. Устройства будут доступны в исполнениях U.2/U.3, E3.S, E1.S и E1.L.

Для обмена данными служит интерфейс PCIe 5.0 (NVMe 2.0b): один порт x4 или два x2. Заявлена поддержка TCG Opal 2.02 и шифрования AES-256, NVMe Thin Provisioned Namespaces Virtualization (48PF/32VF), ZNS, FDP, а также совместимость со спецификациями OCP, в том числе в части телеметрии и мониторинга задержек.

Реализовано сжатие информации непосредственно на SSD: разработчик подчеркивает, что это позволяет значительно увеличить долговечность накопителей по сравнению с обычными изделиями. В семейство входят модели вместимостью 3,84, 7,68, 15,36, 30,72, 61,44 и 122,88 Тбайт. С учётом компрессии эффективная ёмкость может достигать приблизительно 256 Тбайт.

Источник изображения: ScaleFlux

Заявленная скорость последовательного чтения информации составляет до 14 Гбайт/с, скорость последовательной записи — до 11 Гбайт/с. Показатель IOPS (операций ввода/вывода в секунду) при произвольных чтении и записи данных блоками по 4 Кбайт находится на уровне 3,2 млн и 430 тыс. соответственно. При использовании сжатия 2:1, как утверждает разработчик, скорость последовательной записи возрастает до 13 Гбайт/с, а значение IOPS при произвольной записи — до 1,2 млн.

ScaleFlux заявляет, что устройства семейства CSD5000 обеспечивают до 3 раз более высокую производительность в расчёте на ватт затрачиваемой энергии по сравнению с конкурирующими изделиями Samsung и Kioxia, поддерживающими интерфейс PCIe 5.0. Энергопотребление составляет менее 18 Вт в активном режиме и менее 5 Вт в режиме простоя. Средняя наработка на отказ (величина MTBF) — 2 млн часов.