"Это имеет решающее значение для крупномасштабных моделей искусственного интеллекта"- Kioxia
Это достижение было достигнуто в рамках “Проекта исследований и разработок по улучшению инфраструктуры информационно-коммуникационных систем после 5G (JPNP20017)” по заказу Японского агентства комплексного развития технологий новой энергетической промышленности (NEDO), национального агентства Японии по исследованиям и разработкам.
Модули флэш-памяти и варианты использования
Чтобы решить проблему, заключающуюся в том, что трудно сбалансировать ёмкость и пропускную способность традиционных модулей хранения данных DRAM, компания Kioxia разработала новую конфигурацию модуля, в которой используется метод последовательного подключения частиц флэш-памяти.Мы также разработали технологию высокоскоростного приёмопередатчика, поддерживающую пропускную способность 128 гигабит в секунду (Гбит / с), а также связанные с ней технологии для повышения производительности флэш-памяти. Эти инновации были эффективно применены к контроллерам хранения данных и модулям хранения данных.
Ожидается, что практическое применение этого модуля хранения ускорит цифровую трансформацию и будет способствовать применению цифровых технологий (IoT), анализу больших объемов данных и продвинутой обработке данных с помощью искусственного интеллекта в таких сценариях, как серверы мобильных периферийных вычислений (MEC) после 5G / 6G.
1. Предыстория исследований и разработок
В эпоху после перехода к 5G / 6G ожидается, что беспроводные сети достигнут более высоких скоростей, меньших задержек и смогут подключать больше устройств одновременно.Однако передача данных на удаленный облачный сервер для обработки увеличит задержку работы всей сети, включая проводную сеть, и создаст трудности для приложений реального времени. Следовательно, необходимо широко внедрять серверы MEC, которые могут обрабатывать данные ближе к пользователям, что, как ожидается, будет способствовать цифровой трансформации многих отраслей. Кроме того, в последние годы растет спрос на передовые приложения искусственного интеллекта, такие как генеративный искусственный интеллект. С повышением производительности сервера MEC модули хранения также должны обладать большей ёмкостью и более высокой пропускной способностью.
В этом контексте Kioxia сосредоточилась на увеличении емкости и пропускной способности модулей хранения данных на базе flash в рамках этого проекта. Компания успешно разработала прототип модуля хранения данных емкостью 5 ТБ и пропускной способностью 64 Гбит / с и проверила его работоспособность.
2. Результаты проекта
2.1 Последовательное подключение
Для создания модулей хранения данных большой ёмкости и с высокой пропускной способностью в Kioxia используется метод последовательного подключения. Каждая плата хранения подключается к ряду контроллеров вместо использования шинного соединения.Следовательно, даже если увеличить количество флэш-памяти, пропускная способность не уменьшится, и может быть достигнута большая ёмкость, превышающая традиционные пределы.
2.2 128 Гбит/с
Последовательное соединение PAM41 между высокоскоростным и маломощным приемопередатчиком
Контроллеры памяти используют высокоскоростную дифференциальную последовательную передачу сигнала (а не параллельную передачу сигнала) для уменьшения количества подключений и используют технологию PAM4 (четырехуровневая амплитудно-импульсная модуляция) для достижения более высокой пропускной способности в 128 Гбит/с при низком энергопотреблении..
2.3 Технология повышения производительности флэш-памяти
Для сокращения задержки чтения флэш-памяти в модуле хранения данных компания Kioxia разработала технологию предварительной выборки флэш-данных - минимизацию задержки за счет предварительной выборки данных во время последовательного доступа и применения этой технологии к контроллеру. Кроме того, благодаря применению сигналов низкой амплитуды и технологии коррекции / подавления искажений в интерфейсе между контроллером хранилища и флэш-памятью пропускная способность хранилища была увеличена до 4,0 Гбит/с.
2.4 Разработка прототипа контроллера хранилища и модуля хранения
Благодаря применению высокоскоростного маломощного приемопередатчика PAM4 со скоростью 128 Гбит / с и технологии повышения производительности флэш-памяти компания Kioxia разработала прототип контроллера хранилища и модуля хранения, интерфейс хоста с сервером использует PCIe®6.0 (64 Гбит / с, 8 каналов). Прототип модуля хранения данных показывает, что при энергопотреблении менее 40 Вт он может достигать емкости 5 ТБ и пропускной способности 64 Гбит/С.
3. В будущем, в дополнение к облачным технологиям, анализу больших данных и передовой обработке данных с помощью искусственного интеллекта, Kioxia также будет полагаться на новые тенденции рынка, такие как генеративный искусственный интеллект, для содействия скорейшей коммерциализации и практическому применению результатов исследований.
