科普| 企業級SSD產業格局與主流玩家介紹

5G、人工智慧、大資料、物聯網、元宇宙等新一代資訊技術不斷發展,催生海量資料儲存與互動需求,同時也推動儲存技術持續進步。在需求增加與技術迭代雙重作用下,儲存器市場成長空間廣闊,其中,企業級SSD價值將日益凸顯。

什麼是企業級SSD?

在談企業級SSD之前,我們先來了解一下什麼是SSD。

SSD是Solid State Drives(固態硬碟)的縮寫,是用固態電子儲存晶片陣列製成的硬碟產品,可廣泛應用於移動終端、膝上型電腦、桌上型電腦、伺服器和資料中心等場合。

SSD一般由硬體元件與韌體兩大部分組成,硬體元件包括主控晶片、儲存晶片(DRAM、NAND Flash),其中主控晶片承擔資料的讀取、寫入。儲存晶片中,NAND Flash即快閃記憶體顆粒,是資料儲存的核心介質,也是資料儲存的載體,DRAM即動態隨機存取儲存器,主要作為快取用以降低SSD的讀寫延遲,提升SSD的讀寫性能。

如果將SSD比作電腦,韌體則可以看作是包含核心作業系統和應用軟體的集合體,它擔任著一個系統最基礎最底層工作,是影響硬體設備的功能及性能的重要因素之一。

按照不同用途,SSD可以分為消費級、企業級及其他行業級產品。近年,隨著雲端運算、大資料等新興技術快速發展,網際網路服務加速普及,企業加快數字化轉型,資料呈現井噴狀態,企業級SSD市場需求與規模不斷攀升。

企業級SSD主要應用於網際網路、雲服務、金融和電信等客戶的資料中心,與消費級SSD相比,企業級SSD具備更快傳輸速度、更大單盤容量、更高使用壽命以及更高的可靠性要求。

按照總線通道技術,SSD又可以分為SATA、SAS、PCIe等接口類別;按照傳輸層協議不同,又可以分為SCSI、ATA、NVMe。由於PCIe支持速率更高,NVMe協議針對NAND進行了最佳化,具備更高的效率,「PCle接口+NVMe協議」 逐漸成為企業級SSD的發展趨勢。

目前企業級SSD以PCIe3.0 、PCIe4.0為主流。為了應對日益增長的高效能運算、高性能儲存等快速發展的需求,PCIe 5.0技術興起,該技術傳輸速率可達32GT/s,是PCIe4.0的兩倍,頻寬可達128GB/s,並具有向下兼容性,未來在主流CPU廠商支持下,PCIe 5.0有望在企業級SSD領域大規模商用。

企業級SSD產業格局

當前企業級SSD格局較為集中,在NAND Flash、主控晶片等核心技術領域,幾家儲存巨頭掌握較高話語權。

NAND Flash佔SSD總成本比重極高(約70%以上),是SSD的核心硬體。全球市場研究機構TrendForce集邦諮詢資料顯示,今年一季度全球前五大企業級SSD品牌廠商分別是三星電子、SK海力士(含Solidigm)、美光科技、鎧俠與西部資料。

這五家廠商也同樣是全球前五大快閃記憶體巨頭,NAND Flash合計市佔率高達95.6%。

Source:集邦諮詢(2022/5)

△Source:集邦諮詢(2022/5)

製表:全球半導體觀察

除了生產NAND Flash快閃記憶體顆粒,原廠還自行研發主控晶片以及生產企業級SSD成品,其產品具備較強技術優勢。

今年3月,美光宣佈正在向合作伙伴交付企業級PCIE 4.0 SSD樣品——7450系列,採用了176層3D NAND快閃記憶體,最高讀取速度可達6800MB/s,寫入速度為5600 MB/s。7月美光宣佈232層NAND已經量產,將可為資料中心和智慧邊緣的移動應用和部署提供支持。得益於層數增加以及成本最佳化,未來美光企業級SSD出貨量有望進一步提升。

7月,鎧俠宣佈PCIe 5.0 SSD已面向部分客戶發貨,CM7系列針對高性能、高效伺服器和儲存的需求進行了最佳化,速度可達14GB/s,容量最高可達30.72TB。

主控晶片領域主要有兩大陣營,一是上述原廠,基本不對外出售主控晶片,不過美光的主控晶片則既用於自有產品,也出售給其他廠商;二是IC設計類主控廠商,代表企業包括美滿(Marvell)、慧榮及群聯電子等。Marvell是主控晶片先驅,長期佔據高端市場,支持在企業和超大規模資料中心環境中使用高性能和大容量的SSD。慧榮、群聯主控廠商則通過價效比優勢在企業級SSD市場立足。

中國大陸企業級SSD產業鏈重點廠商介紹

面對日益增長的企業級SSD市場需求和激烈的競爭環境,中國大陸廠商近年快速追趕,不斷完善企業級SSD佈局,積極發力PCIe 3.0、PCIe 4.0甚至更高端的PCIe 5.0企業級SSD市場。

Source:全球半導體觀察整理

△Source:全球半導體觀察整理

長江儲存是中國大陸少有的NAND Flash原廠,除了向企業級SSD廠商供貨快閃記憶體顆粒,近期該公司也推出了企業級PCIe 4.0 SSD產品。

其餘廠商則主要集中在主控晶片軟硬體設計(包含主控晶片、韌體)以及成品模組領域,代表企業包括大普微、得瑞領新、憶聯、華瀾微、江蘇華存電子等同時佈局主控晶片與模組業務的廠商;聯芸科技、得一微、國科微、憶芯科技、英韌科技等主控晶片廠商;憶恆創源、寶存科技等模組廠商。

部分廠商簡介與最新企業級SSD業務進展如下:

長江儲存(YMTC)

長江儲存是一家專注於3D NAND快閃記憶體設計製造一體化的IDM積體電路企業,同時也提供完整的儲存器解決方案。長江儲存供應3D NAND快閃記憶體晶圓及顆粒, 嵌入式儲存晶片以及消費級、企業級固態硬碟等產品和解決方案,廣泛應用於行動通訊、消費數碼、計算機、伺服器及資料中心。

下游成品領域,此前長江儲存已經通過旗下致態品牌佈局了消費級SSD產品,2020年9月新華三集團、長江儲存聯合發佈了企業級SSD SE005,採用長江儲存的快閃記憶體,容量範圍覆蓋240GB至1920GB,為2.5英寸形態和SATA III接口。

今年7月25日長江儲存宣佈推出首款企業級PCIe 4.0 NVMe固態硬碟PE310系列,正式進入高端企業級固態硬碟市場。該產品採用U.2接口,PCIe 4.0,NVMe1.4協議,擁有讀取密集型(1.92TB/3.84TB/7.68TB)和混合應用型(1.6TB/3.2TB/6.4TB)兩種產品設計,是繼消費級固態硬碟、嵌入式儲存器之後,長江儲存在儲存系統解決方案領域的重要佈局。

大普微(DapuStor)

大普微是SSD主控晶片設計和智慧企業級SSD定製廠商,旗下產品已廣泛用於國內外主流伺服器、運營商、網際網路、雲端運算資料中心市場。

2020年下半年,大普微第一款自研的PCIe Gen4主控晶片DPU600實現晶片一次流片成功,相應開發的韌體與SSD產品也經過了一年多的各類客戶嚴格測試與驗證,並於2022年4月轉入正式量產。基於DPU600主控晶片,大普微推出了嶸神5系列、蛟容5系列和SCM Xlenstor2系列三大PCIe Gen4產品系列。

大普微是全球第二家推出企業級SCM的廠商,企業級SCM產品大普微Xlenstor2基於自研主控晶片及相應韌體,使用鎧俠超低延時和超長壽命的XL-FLASH作為儲存介質,DWPD高達100DWPD,隨機讀寫性能最高可達1750/1340K IOPS,隨機讀寫延時為21/8μs。在今年Xlenstor2被外媒評為英特爾傲騰系列最強勁的挑戰者。

近期大普微宣佈PCIe Gen4 企業級SSD產品已先後獲得北美知名國際網際網路/雲端運算巨頭和國內電信運營商、行業客戶等為代表的批量訂單。此外,大普微已於7月底在美國快閃記憶體峰會,正式首發海神系列PCIe Gen5企業級SSD產品。

得瑞領新(DERA)

得瑞領新致力於儲存產品及解決方案的研發生產,打造全棧級企業級SSD包括自研主控、韌體、演算法和模組的完整生產體系以及營銷和服務的儲存產業生態。

得瑞領新專注於企業級NVMe控制器晶片和SSD產品開發,持續迭代,七年時間成功研發三代國產企業級SSD主控晶片,八代SSD模組產品,並實現大批量交付,客戶覆蓋國內主流行業,包括網際網路頭部企業、運營商、以及伺服器廠商。

2022年得瑞領新EMEI流片成功並實現量產,該晶片是得瑞領新自主研發的第三代面向資料中心和企業級的NVMe SSD控制器,也是得瑞領新首款支持PCIe 4.0的企業級主控,採用12nm工藝,其配套模組產品D7000系列將搭配長存的128層3D TLC NAND首發。

憶聯(Union Memory)

憶聯深耕企業級固態硬碟、消費級固態硬碟、嵌入式儲存領域,為伺服器、資料中心、個人電腦、移動終端、智慧穿戴等應用提供高性能、高可靠性的產品與解決方案。

憶聯從2011年便啟動快閃記憶體自研控制器工作,同時佈局企業級以及消費級控制器並完美適配憶聯旗下各類固態硬碟產品,已形成高性能、高可靠性的儲存解決方案:企業級包含PCIe、SAS、SATA控制器,應用於資料中心、伺服器、統一儲存、高效能運算、高性能資料庫等領域,銷售量已達百萬級。

今年7月憶聯表示公司企業級固態硬碟UH811a&UH831a與海光資訊海光全系列伺服器晶片完成產品兼容性認證。同時,憶聯與其他國產CPU廠商的產品兼容互認證正在有序開展中。

華瀾微(Sage)

華瀾微提供儲存控制器晶片及解決方案,產品包括儲存卡、USB快閃記憶體檔、移動硬碟、固態硬碟、硬碟陣列以及大資料儲存系統,廣泛應用於工業控制、個人消費、企業級儲存等領域,客戶包括全球主流的硬碟產品和儲存系統公司。

2021年11月,華瀾微「固態儲存控制器晶片關鍵技術及產業化」項目榮獲國家科技進步二等獎,本項技術是新一代電腦硬碟、大資料儲存系統的晶片級技術。

企業級SSD成品領域,華瀾微提供SATA/SAS固態硬碟產品。

江蘇華存電子(MMY)

江蘇華存電子專注於儲存晶片設計和儲存解決方案研發,過去十年曆經多個儲存晶片時代更迭,成功量產流片包括PCIe Gen3,SATA Gen3,eMMC5.1,USB3.0等多代晶片。該公司成熟產品包括PCIe5.0儲存控制晶片HC9001和PCIe5.0 NVME協議固態硬碟,eMMC嵌入式儲存、SATA和PCIe消費級及企業級固態硬碟等。

面對競爭激烈的企業級SSD市場,江蘇華存電子選擇跨過PCIe4.0,直接進入PCIe5.0。2021年10月,該公司HC9001 SSD控制晶片完成研發並進入流片。

今年4月媒體報道江蘇華存電子PCIe5.0 SSD主控晶片成功流片,預計將於今年下半年投入量產。PCIe5.0 SSD主控晶片工程樣片已經在12代酷睿的主板上跟CPU通過PCIe5.0實現連接,產品實現量產後,將主要應用於雲端運算、大資料中心和企業級伺服器。

聯芸科技(Maxio)

聯芸科技是全球固態儲存控制晶片產業的標杆企業之一,也是為數不多掌握NAND Flash控制晶片核心關鍵技術的企業之一,其致力於為固態儲存領域提供具有競爭力的高性能儲存解決方案。

經過幾年的發展,聯芸科技產品已在國內、日本、韓國、俄羅斯、印度、東盟及北美、南美、歐洲、非洲等國家和地區的市場獲得規模商用,可廣泛應用於行動通訊、消費數碼、計算機、伺服器及資料中心等領域。

針對資料中心應用的企業級SSD應用市場特點,聯芸科技採用企業級SSD控制晶片進行客製化韌體(FW)開發,為伺服器、儲存陣列、儲存系統等提供高性能、高可靠、高穩定的企業級SSD產品解決方案。

得一微(YEESTOR)

得一微提供儲存控制晶片、工業用儲存模組、IP和設計服務在內的一站式儲存解決方案,產品覆蓋消費級、企業級、工業級、汽車級應用。

經過多年發展,得一微電子建立了通用儲存(USB/SD)、嵌入式儲存(UFS/eMMC/SPI-NAND)和SSD儲存(SATA/PCIe)的完整儲存產品線。

根據規劃,得一微將於2023年正式推出PCIe 5.0企業級控制器,支持NVMe 2.0、以及OCP Cloud Spec 2.0。支持NVMe分區名稱空間(ZNS)、開放通道SSD,智慧多流、原子寫、智慧運維等特性,支持ONFI5.0接口。預計可提供超過順序讀14.5GB/s,順序寫12GB/s和超過300萬次IOPS的性能。

國科微(GOKE)

國科微長期致力於視訊解碼、視訊編碼、固態儲存、物聯網等領域大規模積體電路及解決方案開發。

固態儲存領域,國科微推出了GK2301系列、GK2302系列、GK2302v200系列等主控晶片,固態硬碟控制器晶片主要應用於企業級伺服器硬碟,桌面機硬碟,筆記本硬碟等。

據悉,國科微SSD主控已與龍芯、鯤鵬、飛騰、麒麟等國產軟硬體平臺實現全面適配,並以固態硬碟的形態在長城、聯想、曙光、浪潮、同方、百信等國內主流整機企業實現規模應用。

憶芯科技(Starblaze)

憶芯科技成立於2015年,業務方向覆蓋消費級和企業級SSD主控晶片,該公司自主研發的高性能低功耗NVMe SSD主控已量產出貨,韌體解決方案已交付行業客戶,支持多個知名品牌廠商推出高性能NVMe固態硬碟。

今年3月,憶芯科技新一代高性能企業級PCIe4.0 SSD主控晶片STAR2000成功流片,基於12nm工藝,集成64位多核CPU和高達8TOPS算力的NPU,全面支持最新的NVMe2.0協議,面向資料中心和企業級市場,將於今年下半年推向市場。

此外,面向更高速率、更高頻寬的PCIe 5.0 SSD時代,憶芯科技表示已啟動下一代PCIe Gen5 SSD主控晶片的預研。

英韌科技(InnoGrit)

英韌科技專注全球儲存技術和資料處理系統,其聯合創始人吳子寧此前任職美滿電子全球技術長(CTO),創立英韌科技後,吳子寧統領全公司科研及未來技術方向,並直接領導SSD儲存控制器,硬碟控制器,無線互聯和中央研發團隊。

今年5月英韌科技推出PCIe 5.0 SSD控制晶片——Tacoma IG5669,可為資料中心帶來最新一代的儲存解決方案,進一步滿足當前資料中心快速增長的儲存及計算需求。

Tacoma採用4通道PCIe 5.0接口,具有16/18個NAND通道,在支持NVMe 2.0、DDR5及ONFI 5.0等最新技術協議的同時,採用10核CPU並行的命令處理方式,充分發揮PCIe Gen5和DDR5的頻寬優勢,提高儲存性能。Tacoma可廣泛應用於高端儲存領域,包括高端計算機、企業級應用、高端資料中心和人工智慧等。

憶恆創源(Memblaze)

憶恆創源(Memblaze)是企業級NVMe SSD產品提供商,其推出的PBlaze系列企業級SSD已經在資料庫、虛擬化、雲端運算、大資料、人工智慧等領域廣泛應用,為網際網路、雲服務、金融、電信等行業超過 900 家企業提供高速儲存解決方案。

今年7月29日,Memblaze發佈了PBlaze6 6531系列PCIe 4.0企業級NVMe SSD,基於Memblaze自主統一架構平臺MUFP開發,在採用長江儲存晶棧Xtacking®NAND顆粒的同時,利用MUFP成熟的跨平臺韌體演算法,繼承了前幾代產品韌體的可靠性並加以最佳化。

PBlaze6 6531系列提供寫入壽命為1 DWPD的3.84TB、7.68TB容量版本,和寫入壽命為3 DWPD的3.2TB、6.4TB容量版本,共4款型號。

寶存科技(Shannon)

寶存科技於2011年成立,總部位於上海,致力於開發高性能企業級SSD固態儲存解決方案,旗下企業級SSD已在多個超大型資料中心中得以廣泛應用。2015年,寶存科技被主控晶片廠商慧榮科技全資收購。

2021年10月,寶存科技推出了PCIe NVMe SSD Gen4企業級儲存系列SP4E/SP4X系列。

SP4E/SP4X系列採用慧榮科技SM8266主控晶片,搭載16通道的PCIe Gen4 NVMe企業級主控方案,搭配寶存科技獨有的性能最佳化演算法韌體,可為企業級儲存帶來高讀取IOPS、低延遲與高耐用性的PCIe Gen4 NVMe固態硬碟,滿足包括資料庫,OLTP/OLAP,雲端運算,大資料分析,高頻交易及檢索在內的資料中心各種應用及工作負載的性能需求。

結語

企業級SSD市場前景廣闊,儘管當前市場以三星、美光、美滿電子等一線巨頭主導,但隨著儲存市場不斷發展,中國大陸廠商不斷佈局、奮發圖強,未來企業級SSD市場替代空間巨大,大陸廠商也將有望在企業級SSD產業鏈中發揮日益重要的作用。(文:全球半導體觀察)

相關文章

物聯網的過去、現在和未來

物聯網的過去、現在和未來

▉ 物聯網技術的發展演進 說到物聯網,大家都不會覺得陌生。「大、物、雲、移」四大金剛裡面,物聯網的誕生時間是最早的。確切來說,它比網際網路的...

為什麼說深圳是「物聯網之城」?

為什麼說深圳是「物聯網之城」?

資料來源:綜合整理自網際網路 物聯網智庫 整理發佈 導讀 深圳的物聯網發展史,背後是一場自己爭取的天時地利人和。 物聯網成長於網際網路土壤,...

年砸4000億!智慧教育,到底有啥用?

年砸4000億!智慧教育,到底有啥用?

大家好,我是小棗君。 上週,我給大家介紹了一下什麼是智慧城市(連結)。今天,我們繼續探討關於「智慧」的話題,聊聊資訊通訊技術在教育領域的應用...

封殺這個公式,ChatGPT智商將為零

封殺這個公式,ChatGPT智商將為零

引 2022年,ChatGPT問世。 一經出現便掀起滔天巨浪。 如果你跟ChatGPT聊過天,一定會震撼於它所涉獵極廣: 既能創造詩歌,也能...

儲存設備進化史,漲知識了!

儲存設備進化史,漲知識了!

最近這段時間小編準備搬家,正在收拾打包行李時在書架底發現了多年前的單機遊戲DVD和流行歌CD,腦海裡突然閃過那些當時沉浸在遊戲中的歡樂,以及...

NAND Flash層數之爭:誰先觸抵天花板?

NAND Flash層數之爭:誰先觸抵天花板?

得益於5G、大資料、雲端運算、物聯網、人工智慧等新興產業的快速發展,儲存器需求呈現倍數增長,發展空間廣闊。其中,NAND Flash作為半導...

18年後,無人倖免?

18年後,無人倖免?

1 AI,真的覺醒了? 人工智慧,會甦醒嗎? 這是一個古老而又新奇的話題。 「深度學習」天生的不可預測,加深了這種憂慮。 「神經網路」的生物...