Foi alcançado um marco importante na tecnologia de armazenamento global. Recentemente, a SK Hynix anunciou a produção em massa do primeiro QLC de 2Tb de 321 camadas Flash NANDmarcando o avanço da tecnologia QLC para além das 300 camadas. Com um design de arquitetura de seis planos para melhorar o processamento paralelo, este produto melhora as velocidades de escrita em 56% e as velocidades de leitura em 18% em relação às gerações anteriores, com uma eficiência energética 23% superior. Está programado para entrar no mercado de centros de dados de IA na primeira metade de 2026. A sua capacidade duplicada por chip e a integração ultraelevada fazem dele uma solução de armazenamento optimizada em termos de custo-desempenho para servidores de IA.
Porque é que o QLC é a solução de armazenamento ideal para a IA
A tecnologia QLC está a evoluir de um "compromisso de desempenho" para a "escolha principal para a era da IA". As suas principais vantagens residem em alta densidade e baixo custo: Em comparação com o flash TLC, o QLC aumenta a densidade de armazenamento em 33% e reduz os custos de capacidade unitária em mais de 30%, permitindo que as capacidades de uma única unidade excedam 256TB. Isto corresponde perfeitamente às cargas de trabalho de IA - por exemplo, os veículos autónomos geram 20 GB de dados por segundo e a modelação meteorológica requer acesso em tempo real a 50 PB de dados históricos. Nesses cenários, a eficiência dos SSDs QLC é 25 vezes maior do que a dos HDDs tradicionais.
Os servidores de inferência de IA dão prioridade às operações de leitura, que representam mais de 80% de atividade de dados. Isso reduz significativamente as limitações de resistência do QLC. Entretanto, a adoção das interfaces PCIe 5.0/6.0 e dos protocolos CXL 3.0 liberta ainda mais o potencial do QLC. O SSD PS1010 da SK Hynix atinge velocidades de leitura de 15 GB/s, enquanto os SSDs Kioxia e Samsung com interconexão ótica reduzem a latência para nanossegundos, criando canais de dados de alta velocidade para QLC.
Surto de mercado: Crescimento da procura e reestruturação da oferta
A procura de SSD QLC para empresas está a crescer exponencialmente. Os dados da TrendForce mostram um aumento anual de 400% nas remessas de QLC para servidores de inferência de IA em 2024, atingindo 30EB - equivalente a aproximadamente 31,46 milhões de TB. Provedores de serviços em nuvem como AWS e Azure iniciaram a aquisição em grande escala de SSDs QLC de 128 TB para construir lagos de dados de IA. A Omdia prevê que a participação da QLC no mercado NAND aumentará de 12,9% em 2023 para 46,4% em 2027, quase igualando a TLC.
Do lado da oferta, a iteração tecnológica está a acelerar. Para além do QLC de 321 camadas da SK Hynix, as partículas Xtacking 4.0 QLC da Yangtze Memory Technologies aumentam a densidade de armazenamento em 42% e a resistência em 33%. O SSD UltraQLC de 256 TB da SanDisk utiliza a "tecnologia de escrita direta" para eliminar a dependência do armazenamento em cache SLC. Enquanto a Samsung e a Solidigm dominam cerca de 80% do mercado empresarial de QLC, a SSD D8000 PCIe 5.0 do fabricante chinês DERA - equipada com partículas de memória Yangtze - entra no mercado de topo de gama com uma latência ultra-baixa de 50μs.
Desafios e inovações: Ultrapassar os limites da resistência
A indústria está a abordar as preocupações com a resistência do QLC através da inovação tecnológica:
Algoritmos de correção de erros: O NANDXtend ECC da Silicon Motion combina mecanismos LDPC de 4KB com recuperação de dados RAID, aumentando a resistência do QLC para mais de 3.000 ciclos de programação/apagamento. Isso atende às demandas diárias de gravação em unidade completa de nível empresarial.
Reformulação da arquitetura: As arquitecturas de armazenamento híbrido combinam agora TLC para dados quentes, QLC para dados quentes e HDD para dados frios. O sistema "Lightning Cube" da Tencent Cloud virtualiza unidades individuais em 256 espaços independentes, suportando o acesso simultâneo de 64 máquinas virtuais.
Perspectivas para o futuro: A próxima revolução da QLC
Os limites de capacidade continuam a expandir-se. A SK Hynix planeia SSDs QLC de 300 TB, enquanto as partículas QLC de 2 TB da Yangtze Memory permitirão capacidades de unidade única de 1 PB. As aplicações estão a estender-se dos centros de dados aos dispositivos de ponta - a OPPO e a Transsion planeiam lançar smartphones com armazenamento QLC UFS em 2025 e a Apple está a avaliar o armazenamento QLC de 2 TB para iPhones.
Uma mudança mais transformadora é a integração entre memória e computação. Os SSDs QLC "compute-in-storage" da Huawei e da NVIDIA podem lidar com tarefas parciais de inferência de IA, reduzindo os atrasos na transferência de dados. Com o amadurecimento das interfaces ópticas e do empilhamento de mais de 300 camadas, o QLC evoluirá de um centro de custos para um mecanismo de valor para ecossistemas de IA.
Conclusão
A ascensão do QLC - de uma tecnologia de nicho para um produto básico do mercado - é a resposta precisa da indústria de armazenamento à onda de IA. Com a NAND de 321 camadas em produção em massa e aplicações que abrangem todos os cenários, os SSDs QLC de baixo custo e alta densidade estão se tornando a base principal para o "palácio da memória" da humanidade, acelerando nossa jornada em direção a um mundo gêmeo digital em tempo real.
