В мировой технологии хранения данных достигнута важная веха. Недавно компания SK Hynix объявила о начале массового производства первого в мире 321-слойный 2Tb QLC Флэш-память NANDчто знаменует собой прорыв технологии QLC за пределы 300 слоев. Благодаря шестиплоскостной архитектуре, улучшающей параллельную обработку данных, этот продукт повышает скорость записи на 56% и скорость чтения на 18% по сравнению с предыдущими поколениями, а также повышает энергоэффективность на 23%. Его выход на рынок центров обработки данных с искусственным интеллектом запланирован на первую половину 2026 года. Удвоенная емкость на кристалл и сверхвысокая интеграция делают его экономически эффективным решением для хранения данных в серверах ИИ.
Почему QLC - оптимальное решение для хранения данных искусственного интеллекта
Технология QLC превращается из "компромисса производительности" в "основной выбор для эпохи ИИ". Ее основные преимущества заключаются в следующем высокая плотность и низкая стоимость: По сравнению с флэш-памятью TLC технология QLC увеличивает плотность хранения на 33% и снижает стоимость единицы емкости более чем на 30%, позволяя увеличить емкость одного накопителя до 256 ТБ. Это идеально соответствует рабочим нагрузкам ИИ - например, автономные транспортные средства генерируют 20 ГБ данных в секунду, а моделирование погоды требует доступа к 50 ПБ исторических данных в режиме реального времени. В таких сценариях эффективность твердотельных накопителей QLC в 25 раз выше, чем у традиционных жестких дисков.
Серверы выводов ИИ отдают предпочтение операциям чтения, на которые приходится более 80% активности данных. Это значительно снижает ограничения по выносливости QLC. Между тем, внедрение интерфейсов PCIe 5.0/6.0 и протоколов CXL 3.0 еще больше раскрывает потенциал QLC. Твердотельные накопители PS1010 от SK Hynix достигают скорости чтения 15 ГБ/с, а оптически взаимосвязанные SSD от Kioxia и Samsung сокращают задержки до наносекунд, создавая высокоскоростные каналы передачи данных для QLC.
Рыночный всплеск: Рост спроса и реструктуризация предложения
Спрос на корпоративные твердотельные накопители QLC растет в геометрической прогрессии. По данным TrendForce, в 2024 году объем поставок QLC для серверов искусственного интеллекта увеличится на 400% в годовом исчислении и достигнет 30EB, что эквивалентно примерно 31,46 млн ТБ. Поставщики облачных услуг, такие как AWS и Azure, начали масштабные закупки твердотельных накопителей QLC емкостью 128 ТБ для создания озер данных ИИ. По прогнозам Omdia, доля QLC на рынке NAND вырастет с 12,9% в 2023 году до 46,4% к 2027 году, почти сравнявшись с TLC.
Со стороны поставщиков ускоряется процесс итерации технологий. Помимо 321-слойного QLC от SK Hynix, частицы Xtacking 4.0 QLC от Yangtze Memory Technologies увеличивают плотность хранения на 42% и выносливость на 33%. В SSD UltraQLC емкостью 256 ТБ от SanDisk используется "технология прямой записи", позволяющая отказаться от кэширования SLC. В то время как Samsung и Solidigm занимают почти 80% корпоративного рынка QLC, SSD D8000 PCIe 5.0 китайского производителя DERA, оснащенный частицами Yangtze Memory, выходит на рынок high-end с ультранизкой задержкой в 50 мкс.
Вызовы и инновации: Преодоление пределов выносливости
Промышленность решает проблемы выносливости QLC с помощью технологических инноваций:
Алгоритмы коррекции ошибок: NANDXtend ECC от Silicon Motion сочетает в себе 4KB LDPC-движки с восстановлением данных RAID, увеличивая выносливость QLC до более чем 3 000 циклов программирования/стирания. Это соответствует требованиям корпоративного класса к ежедневной записи на весь диск.
Архитектурная перепланировка: В гибридных архитектурах хранения данных теперь используются TLC для горячих данных, QLC для теплых данных и HDD для холодных данных. Система Tencent Cloud "Lightning Cube" виртуализирует отдельные диски в 256 независимых пространств, поддерживая одновременный доступ 64 виртуальных машин.
Перспективы на будущее: Следующая революция QLC
Границы емкости продолжают расширяться. SK Hynix планирует выпустить твердотельные накопители QLC емкостью 300 ТБ, а частицы QLC объемом 2 ТБ от Yangtze Memory позволят увеличить емкость одного диска на 1 ПБ. Сферы применения расширяются от центров обработки данных до периферийных устройств - компании OPPO и Transsion планируют выпустить смартфоны с QLC UFS-накопителями в 2025 году, а Apple рассматривает возможность использования QLC-накопителей емкостью 2 Тб для iPhone.
Более значительным сдвигом является интеграция памяти и вычислений. Твердотельные накопители QLC "вычисления в хранилище" от Huawei и NVIDIA могут выполнять частичные задачи по выводу ИИ, сокращая задержки при передаче данных. С развитием оптических интерфейсов и 300+-слойного стекирования QLC превратится из центра затрат в двигатель стоимости для экосистем ИИ.
Заключение
Возникновение QLC - от нишевой технологии до основного продукта рынка - является точным ответом индустрии хранения данных на волну ИИ. Благодаря массовому производству 321-слойной NAND и применению во всех сценариях недорогие твердотельные накопители QLC высокой плотности становятся основой "дворца памяти" человечества, ускоряя наш путь к миру цифровых двойников в реальном времени.
