От 2 ТБ до 100 ТБ: следующий этап в развитии технологии твердотельных накопителей

Фото предоставлено: Shiftdelete

Компания Western Digital (WD) сделала значительный шаг вперёд в области флэш-памяти NAND, представив 2-терабайтный накопитель QLC BiCS8 — самый ёмкий накопитель памяти в мире.

Это заявление было сделано во время веб-трансляции для инвесторов под названием «Новая эра NAND». Это событие может стать переломным моментом в развитии решений для хранения данных в дата-центрах.

WESTERN DIGITAL ПРЕДСТАВЛЯЕТ НОВАТОРСКУЮ ФЛЭШ-ПАМЯТЬ QLC NAND ОБЪЕМОМ 2 ТБ: НОВАЯ ЭРА ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ДАННЫХ В ЦЕНТРАХ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

СОВМЕСТНЫМИ УСИЛИЯМИ ПОЯВИЛАСЬ ТЕХНОЛОГИЯ BICS8

Технология BiCS8, разработанная совместно компаниями WD и Kioxia — двумя ведущими мировыми производителями флэш-накопителей NAND, — стала основой для создания инновационного чипа QLC ёмкостью 2 ТБ.

Эта технология восьмого поколения BiCS отличается улучшенной на 50% плотностью памяти по сравнению с предыдущими версиями. Она также демонстрирует значительный прогресс по ряду ключевых показателей производительности.

• Улучшенная плотность слоев на 12%: Это приводит к более эффективному использованию физического пространства внутри чипа и увеличению емкости хранилища.
• Увеличение пропускной способности программ на 30%: Это означает более быстрый процесс записи данных, что крайне важно для приложений центров обработки данных, требующих частой записи и обновлений.
• Увеличение задержки чтения на 21%: Это сокращает время поиска данных и повышает общую скорость реагирования системы в центрах обработки данных.

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ЗА ПРЕДЕЛАМИ ЕМКОСТИ: КРОШЕЧНЫЙ ГИГАНТ

Помимо впечатляющей ёмкости хранилища, технология BiCS8 обеспечивает увеличение скорости ввода-вывода на 50% по сравнению с конкурирующей флэш-памятью того же поколения. Это позволяет передавать данные значительно быстрее, ещё больше повышая производительность этих чипов.

Чтобы продемонстрировать достигнутую миниатюризацию, WD представила чип QLC объёмом 2 ТБ размером с палец. Его ёмкость составляет 2 триллиона бит, что подчёркивает огромный прогресс в технологии флэш-памяти NAND.

РАССВЕТ ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ НАКОПИТЕЛЕЙ ЕМКОСТЬЮ 100 ТБ И ДАЛЕЕ

Внедрение чипа BiCS8 QLC емкостью 2 ТБ открывает огромный потенциал для будущего систем хранения данных в центрах обработки данных. Эта технология прокладывает путь для развития:

• Твердотельные накопители большей емкости: Благодаря одному чипу, обеспечивающему 2 ТБ памяти, производители могут создавать твердотельные накопители значительно большего объема. Использование нескольких чипов может привести к реализации ранее невообразимых объемов. В будущем возможно создание твердотельных накопителей емкостью 100 ТБ.
• Повышение производительности: Улучшенная пропускная способность программ и скорость ввода-вывода приводят к более высокой скорости передачи данных, ускоряя обработку и извлечение данных в центрах обработки данных.
• Повышенная энергоэффективность: Технология BiCS8 обеспечивает повышенную эффективность, что потенциально приводит к снижению энергопотребления твердотельных накопителей.
• Снижение затрат на хранилища большой емкости: Возможность достижения высокой емкости при меньшем количестве чипов приводит к потенциально более низким затратам на производство твердотельных накопителей большой емкости, делая их более доступными для центров обработки данных.

ОБЕСПЕЧЕНИЕ БУДУЩЕГО ЦЕНТРОВ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

Использование флэш-памяти QLC NAND объемом 2 ТБ в твердотельных накопителях существенно повлияет на решения для центров обработки данных. Ниже мы подробнее рассмотрим некоторые потенциальные последствия:

• Увеличенная плотность хранения: центры обработки данных могут хранить значительно больше данных в пределах одной физической площади, что приводит к более эффективному использованию пространства.
• Более быстрая обработка данных: Повышенная скорость чтения и записи ускорит рабочие процессы обработки данных, обеспечивая аналитику в режиме реального времени и более быстрое время отклика.
• Снижение эксплуатационных расходов: Потенциал более дешевых твердотельных накопителей большой емкости может значительно снизить расходы на хранение данных в центрах обработки данных.
• Новые приложения: Наличие более крупных, быстрых и недорогих твердотельных накопителей может проложить путь к разработке и развертыванию новых приложений с большим объемом данных в центрах обработки данных.

ВЗГЛЯД В БУДУЩЕЕ: МЕНЯЮЩИЙСЯ ЛАНДШАФТ СИСТЕМ ХРАНЕНИЯ ДАННЫХ В ЦЕНТРАХ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

Презентация чипа BiCS8 QLC ёмкостью 2 ТБ – это важное событие в развитии технологии флэш-памяти NAND. WD официально анонсировала эти чипы, и производители начали интегрировать их в решения для твердотельных накопителей. Это приведёт к изменениям в системах хранения данных в центрах обработки данных.

Влияние этих изменений, вероятно, будет выходить за рамки просто увеличения ёмкости. Улучшение производительности и экономичности открывает возможности для создания инновационных приложений в центрах обработки данных.

Эта разработка поднимает несколько вопросов, касающихся будущего систем хранения данных в центрах обработки данных:

• Как быстро производители внедрят технологию BiCS8 и интегрируют ее в свои предложения твердотельных накопителей?
• Какие потенциальные проблемы могут возникнуть при интеграции этих чипов большой емкости в системы хранения данных центров обработки данных?
• Как меняющийся ландшафт твердотельных накопителей повлияет на развитие инфраструктуры центров обработки данных и программных решений?

В ближайшие месяцы и годы мы, вероятно, получим ответы на эти вопросы, поскольку индустрия будет изучать преобразующий потенциал чипа BiCS8 QLC ёмкостью 2 ТБ. Эта технология, несомненно, открывает путь к новой эпохе систем хранения данных в центрах обработки информации. В эту эпоху мы сможем наблюдать увеличение ёмкости, повышение производительности и, возможно, снижение затрат.

ЗА ПРЕДЕЛАМИ ЗАГОЛОВКОВ: ГЛУБОКОЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ ПОГРУЖЕНИЕ В ТЕХНОЛОГИЮ BICS8

Хотя захватывающие детали чипа BiCS8 QLC емкостью 2 ТБ впечатляют, более глубокое понимание базовой технологии дает ценную информацию тем, кто инвестирует в решения для хранения данных в центрах обработки данных. Здесь мы рассмотрим некоторые ключевые аспекты BiCS8:

• Архитектура флэш-памяти 3D NAND. В технологии BiCS8 используется архитектура флэш-памяти 3D NAND, в которой ячейки памяти расположены вертикально на одном чипе. Этот инновационный подход позволяет значительно увеличить плотность хранения по сравнению с традиционными планарными флэш-накопителями NAND.
• Технология QLC (Quad-Level Cell). Флэш-накопители QLC хранят по четыре бита данных на ячейку, обеспечивая максимальную емкость среди типов флэш-накопителей NAND. Однако это происходит за счет долговечности (циклов записи) и производительности по сравнению со флэш-памятью TLC (трехуровневая ячейка) или SLC (одноуровневая ячейка). Чип BiCS8 использует передовые методы исправления ошибок, чтобы смягчить эти ограничения и обеспечить надежное хранение данных для приложений центров обработки данных.
• Интеграция контроллера: Технология BiCS8, вероятно, интегрирует специальный контроллер флэш-памяти непосредственно в микросхему. Этот встроенный контроллер управляет передачей данных, выравниванием износа (равномерное распределение записи по ячейкам) и исправлением ошибок, повышая общую эффективность и производительность.

РЕШЕНИЕ ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ ПРОБЛЕМ: БАЛАНС ЕМКОСТИ И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ

Хотя высокая емкость чипа BiCS8, несомненно, привлекательна, при развертывании центров обработки данных необходимо учитывать некоторые опасения относительно производительности и долговечности.

• Долговечность записи: Как упоминалось ранее, технология QLC обеспечивает меньшую долговечность записи по сравнению со флэш-накопителями TLC или SLC. Центрам обработки данных с частыми нагрузками на запись могут потребоваться дополнительные стратегии, такие как избыточное предоставление (выделение дополнительного хранилища сверх полезной емкости) или многоуровневые решения для хранения данных для управления циклами записи и обеспечения целостности данных.
• Производительность чтения: Хотя BiCS8 может похвастаться улучшенной задержкой чтения, QLC flash обычно демонстрирует более низкую скорость чтения по сравнению с вариантами TLC или SLC. Это может быть фактором, определяющим приоритеты центров обработки данных для приложений доступа к данным в режиме реального времени.

ДАЛЬНЕЙШИЙ ПУТЬ: ИНТЕГРАЦИЯ И ОПТИМИЗАЦИЯ

Успешная интеграция технологии BiCS8 в решения для хранения данных в центрах обработки данных требует тщательного учета нескольких факторов:

• Дизайн и архитектура твердотельных накопителей: Производителям необходимо будет разрабатывать твердотельные накопители, которые эффективно используют возможности чипов BiCS8. Это включает оптимизацию встроенного программного обеспечения и контроллеров для работы с большими объемами, управления характеристиками, специфичными для QLC, и обеспечения целостности данных.
• Инфраструктура центра обработки данных: Инфраструктура центра обработки данных, включая сети хранения данных и серверы, может нуждаться в модернизации, чтобы в полной мере использовать потенциал твердотельных накопителей большой емкости.
• Оптимизация программного обеспечения: Программные приложения и операционные системы в центрах обработки данных могут потребовать корректировки для оптимизации производительности твердотельных накопителей на базе BiCS8.

ВЫВОД: КАТАЛИЗАТОР ИННОВАЦИЙ

Презентация чипа BiCS8 QLC емкостью 2 ТБ является важной вехой, имеющей далеко идущие последствия для систем хранения данных в центрах обработки данных. Несмотря на технические соображения и проблемы интеграции, эта технология может произвести революцию в работе центров обработки данных, позволив:

• Беспрецедентная плотность хранения: центры обработки данных могут хранить экспоненциально больше данных в пределах одной физической площади. Что приводит к более эффективному использованию ресурсов.
• Улучшенные рабочие процессы обработки данных: Более высокая скорость передачи и улучшенная производительность могут значительно ускорить задачи обработки данных. Что позволяет ускорить аналитику и ускорить время отклика.
• Экономичные решения для хранения данных: Потенциал снижения производственных затрат на твердотельные накопители большой емкости может сделать хранение данных более доступным для центров обработки данных.

Технология BiCS8 открывает новые возможности для хранения данных. Благодаря ей центры обработки данных могут разрабатывать инновационные решения и запускать сложные приложения.