تم تحقيق علامة فارقة في تكنولوجيا التخزين العالمية. فقد أعلنت شركة SK Hynix مؤخرًا عن الإنتاج الضخم لأول وحدة تخزين في العالم 321 طبقة 2Tb 2Tb QLC فلاش NANDمما يمثل طفرة في تقنية QLC تتجاوز 300 طبقة. يتميز هذا المنتج بتصميم معماري سداسي الطبقات لتعزيز المعالجة المتوازية، ويحسن سرعات الكتابة بمقدار 56% وسرعات القراءة بمقدار 18% مقارنة بالأجيال السابقة، مع كفاءة طاقة أكبر بمقدار 23%. ومن المقرر أن يدخل سوق مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي في النصف الأول من عام 2026. كما أن سعتها المضاعفة لكل رقاقة وتكاملها الفائق يجعلها حلاً تخزينياً محسناً من حيث التكلفة والأداء لخوادم الذكاء الاصطناعي.
لماذا يعتبر QLC هو حل التخزين الأمثل للذكاء الاصطناعي
تتطور تقنية QLC من "حل وسط للأداء" إلى "الخيار السائد لعصر الذكاء الاصطناعي". تكمن مزاياها الأساسية في كثافة عالية وتكلفة منخفضة: بالمقارنة مع فلاش TLC، يزيد QLC من كثافة التخزين بمقدار 331 تيرابايت 6 تيرابايت ويقلل من تكاليف سعة الوحدة بأكثر من 301 تيرابايت 6 تيرابايت، مما يتيح سعات محرك واحد تتجاوز 256 تيرابايت. يتطابق ذلك تمامًا مع أعباء عمل الذكاء الاصطناعي - على سبيل المثال، تولد المركبات ذاتية القيادة 20 جيجابايت من البيانات في الثانية، وتتطلب نمذجة الطقس الوصول في الوقت الفعلي إلى 50 بليون من البيانات التاريخية. في مثل هذه السيناريوهات، تكون كفاءة محركات أقراص QLC SSD أعلى بـ 25 مرة من محركات الأقراص الصلبة التقليدية.
تعطي خوادم الاستدلال بالذكاء الاصطناعي الأولوية لعمليات القراءة، والتي تمثل أكثر من 801 تيرابايت في 6 تيرابايت من نشاط البيانات. وهذا يخفف بشكل كبير من قيود التحمل في QLC. وفي الوقت نفسه، فإن اعتماد واجهات PCIe 5.0/6.0 وبروتوكولات CXL 3.0 يطلق العنان لإمكانات QLC. تصل سرعات قراءة PS101010 SSD من SK Hynix إلى 15 جيجابايت/ثانية، بينما تقلل أقراص SSD المترابطة بصريًا من Kioxia وSamsung من الكمون إلى نانو ثانية، مما يخلق قنوات بيانات عالية السرعة لـ QLC.
طفرة السوق: نمو الطلب وإعادة هيكلة العرض
يتزايد الطلب على أقراص QLC SSD للمؤسسات بشكل كبير. تُظهر بيانات TrendForce زيادة سنوية قدرها 4001 تيرابايت على أساس سنوي في شحنات QLC لخوادم الاستدلال بالذكاء الاصطناعي في عام 2024، لتصل إلى 30 إيجا بايت، أي ما يعادل 31.46 مليون تيرابايت تقريبًا. وقد بدأ مزودو الخدمات السحابية مثل AWS و Azure في شراء محركات أقراص QLC SSD بسعة 128 تيرابايت لبناء بحيرات بيانات الذكاء الاصطناعي. تتوقع Omdia أن حصة QLC من سوق NAND سترتفع من 12.91 تيرابايت سعة 6 تيرابايت في عام 2023 إلى 46.41 تيرابايت سعة 6 تيرابايت بحلول عام 2027، وهو ما يعادل تقريباً TLC.
على جانب العرض، تتسارع وتيرة تكرار التكنولوجيا. فإلى جانب جسيمات QLC ذات 321 طبقة من SK Hynix، تزيد جزيئات Xtacking 4.0 QLC من Yangtze Memory Technologies من كثافة التخزين بمقدار 42% والقدرة على التحمل بمقدار 33%. يستخدم محرك أقراص الحالة الصلبة UltraQLC من SanDisk بسعة 256 تيرابايت "تقنية الكتابة المباشرة" للتخلص من الاعتماد على التخزين المؤقت SLC. في حين تهيمن شركتا Samsung و Solidigm على ما يقرب من 80% من سوق QLC للمؤسسات، فإن قرص D8000 PCIe 5.0 SSD من الشركة الصينية DERA - المجهز بجزيئات ذاكرة Yangtze Memory - يدخل السوق الراقية مع زمن استجابة منخفض للغاية يبلغ 50μs.
التحديات والابتكارات: التغلب على حدود التحمل
تعمل الصناعة على معالجة مخاوف التحمل في QLC من خلال الابتكار التكنولوجي:
خوارزميات تصحيح الأخطاء: تجمع NANDXtend ECC من Silicon Motion بين محركات LDPC سعة 4 كيلوبايت مع استعادة بيانات RAID، مما يزيد من قدرة التحمل QLC إلى أكثر من 3000 دورة برمجة/مسح. وهذا يلبي متطلبات الكتابة اليومية على مستوى المؤسسات على مستوى محرك الأقراص الكامل.
إعادة التصميم المعماري: تقترن بنيات التخزين الهجينة الآن بين TLC للبيانات الساخنة، و QLC للبيانات الدافئة، و HDD للبيانات الباردة. يقوم نظام "Lightning Cube" من Tencent Cloud بتحويل محركات الأقراص الفردية إلى 256 مساحة مستقلة، مما يدعم الوصول المتزامن من قبل 64 جهازًا افتراضيًا.
التوقعات المستقبلية: الثورة القادمة لشركة QLC
تستمر حدود السعة في التوسع. تخطط شركة SK Hynix لإنتاج محركات أقراص QLC SSD بسعة 300 تيرابايت، بينما ستتيح جزيئات QLC من Yangtze Memory بسعة 2 تيرابايت من محرك واحد بسعة 1 تيرابايت. تمتد التطبيقات من مراكز البيانات إلى الأجهزة المتطورة - تخطط شركتا OPPO و Transsion لإطلاق هواتف ذكية مزودة بوحدة تخزين QLC UFS في عام 2025، وتقيّم شركة Apple تخزين QLC بسعة 2 تيرابايت لأجهزة iPhone.
التحول الأكثر تحولاً هو التكامل بين الذاكرة والحوسبة. يمكن لمحركات أقراص QLC SSD "الحوسبة في التخزين" من هواوي وإنفيديا التعامل مع مهام الاستدلال الجزئي للذكاء الاصطناعي، مما يقلل من التأخير في نقل البيانات. مع نضوج الواجهات البصرية وتكديس أكثر من 300 طبقة، ستتطور QLC من مركز التكلفة إلى محرك قيمة لأنظمة الذكاء الاصطناعي.
الخاتمة
صعود QLC - من تقنية متخصصة إلى عنصر أساسي في السوق - هو استجابة صناعة التخزين الدقيقة لموجة الذكاء الاصطناعي. مع وجود 321 طبقة NAND في الإنتاج الضخم والتطبيقات التي تغطي جميع السيناريوهات، أصبحت محركات أقراص QLC SSD منخفضة التكلفة وعالية الكثافة الأساس الأساسي لـ "قصر الذاكرة" للبشرية، مما يسرع رحلتنا نحو عالم التوأم الرقمي في الوقت الحقيقي.
