Ankündigungen von SK Hynix, Solidigm, Fadu und Microchip auf der FMS 2023

Blitz

Dies ist der zweite von mehreren Artikeln über Ankündigungen und Keynote-Vorträge auf der Veranstaltung. Zusätzlich zu den Keynote-Vorträgen gab es am Montag einen ganzen Tag lang Tutorial-Vorträge und viele parallele Sitzungen sowie eine große Ausstellungshalle von Dienstag bis Donnerstag. In diesem Artikel werden wir uns Keynote-Vorträge von SK hynix und seiner Solidigm-Tochtergesellschaft sowie den Controller-Unternehmen Fadu und Microchip (mit einem Cameo-Auftritt von Micron) ansehen.

Jungdal Choi, Executive VP of NAND Development bei SK hynix, sprach über die „4D“-NAND-Technologie des Unternehmens. SK hynix bietet derzeit die höchste NAND-Flash-Stack-Anzahl mit 238 Schichten sowie eine 30-prozentige Reduzierung der Logikgröße unter den NAND-Zellen im Vergleich zum Produkt der vorherigen Generation des Unternehmens. Das Unternehmen begann im März 2023 mit der Massenproduktion von 238-Schicht-NAND-Produkten, zunächst in Mobilgeräten, wie unten gezeigt.

SK hynix 512 GB TLC Launch (238-Layer-NAND)

Das Unternehmen gab bekannt, dass es den ersten 321-Schicht-NAND-Flash hergestellt hat (siehe Abbildung unten). Dazu gehörte die korrekte Überlagerung von drei Zelllochstopfen und die Entwicklung eines spannungsfreien Materials, um höhere Schichtstapel zu ermöglichen.

SK hynix 321-Layer 4D NAND

SK hynix plant, ab der ersten Jahreshälfte 2025 mit der Überführung seines 321-Schicht-NAND in die Massenproduktion zu beginnen. Das Produkt bietet 41 % Bitwachstum, 13 % geringere Leselatenz, 12 % schnellere Programmleistung und 10 % bessere Leseleistungseffizienz.

Um die für KI-Workflows erforderlichen höheren Kapazitäten und Leistungen bereitzustellen, entwickelt das Unternehmen Multi-Site-Zellen und gemeinsam genutzte Bitleitungen mit 5 Bit pro Zelle (PLC)-Schreibzeiten, die drei Bit pro Zelle (TLC) NAND entsprechen (wodurch effektiv die einzelne PLC behandelt wird). Zelle als zwei 2,5-Bit-Zellen. SK hynix sieht darin einen Weg, der die Implementierung höherer Bits pro Zelle (z. B. PLC) in zukünftigen NAND-Generationen ermöglicht.

Das Unternehmen gab an, dass seine PCIe Gen 5 PS1010- und PS1030-Unternehmens-SSDs mit ihrer proprietären Controller-Architektur im Juni 2023 mit erheblichen Leistungsverbesserungen ausgeliefert wurden. Das Unternehmen arbeitet außerdem an HW/SW-Co-Designs und einer sogenannten h-TPU, um bis 2026 noch schnellere PCIe-Gen6-Produkte von SK hynix und Solidigm einzuführen. Sie stellen heute PCIe-Gen4-Client-SSDs her, PCIe-Gen5-Produkte sind für 2024 geplant . Die Solidigm Synergy-Software kann die Leistung und den Wert noch weiter steigern.

SK hynix führt UFS 4.0-Produkte ein und bereitet UFS 5.0-Produkte vor, die die H-TPU-Technologie des Unternehmens sowie E2E-HW-Automatisierung umfassen, um eine zweifache Verbesserung der sequentiellen Leistung und eine fünffache Verbesserung der zufälligen Leistung zu ermöglichen. Das Unternehmen nutzt diese Funktionen zusammen mit seinem V7 4D NAND, um zukünftige UFS-Produkte für den Automobilmarkt bereitzustellen.

SK hynix untersucht verbesserte Schlüsselwert-Rechenspeichergeräte für KI-Datenanforderungen. Es verfügt auch über CXL-Produkte (siehe unten) für Speichererweiterungsmodule, einschließlich Bandbreitenspeichererweiterung (BME) und Kapazitätsspeichererweiterung (CME) sowie Computerspeicherlösungen (CMS). SK hynix verfügt auch über seine AiM-Processing-in-Memory-Produkte (PIM) zur KI-Beschleunigung, die bei Kunden getestet werden.

SK hynix CXL-Produkte

Auf den SK-Hynix-Vortrag folgte ein Vortrag von Robbie Frickey, einem Solidigm-Stipendiaten, über die Speicherung vom Kern bis zum Rand. Er wies darauf hin, dass die am Edge gespeicherte Datenmenge schneller wächst als die in herkömmlichen Rechenzentren. Er geht davon aus, dass die ausgelieferte SSD-Kapazität aufgrund zunehmend lese- und datenintensiver Arbeitslasten, die eine hohe Leistung erfordern, zunehmen wird. Als Beispiel für das Datenwachstum am Edge nannte er, dass hochentwickelte Automobile 2–4 TB erzeugen werden, die verarbeitet werden müssen. Das Bild unten zeigt Prognosen für das Wachstum von Rechenzentren und Edge-Servern, um das Wachstum der von Fahrzeugen generierten Daten zu unterstützen.

Solidigm-Schätzungen für die Transportlagerung

Er brachte das Argument vor, dass am Rand und in der Nähe des Randes Speicher mit höherer Dichte benötigt wird, die SSDs begünstigen, und dass SSDs gegenüber Festplatten weiter auf dem Vormarsch sein könnten, wenn Benutzer von Rechenzentren anfangen, SSDs mit höherer Dichte zu bevorzugen (insbesondere bei Verwendung von QLC-Flash). Nachfolgend finden Sie die QLC-SSD-Produkte von Solidigm für Unternehmens- und Rechenzentrumsanwendungen.

Solidigm QLC SSDs

Fadu hielt die folgende Keynote. Die Hersteller von SSD-Controllern. Das Bild unten zeigt die Entwicklungen bei den NVMe-SSDs für Rechenzentren des Open Compute Project (OCP), zu denen mit der Zeit immer mehr Spieler hinzukommen. Telemetrie und Debug werden immer wichtigere Funktionen für Rechenzentrumsanwendungen und OCP hat verbesserte Methoden zur Ausführung dieser Funktionen entwickelt.

Fadu OCP Data Center NVMe SSD-Spezifikationsverlauf

Fadu sprach auch über die Bedeutung der flexiblen Datenplatzierung (FDP), um die Schreibverstärkung (die die Flash-Speicherzellen verschleißt) zu reduzieren, was ein großes Problem bei der Einführung von QLC-SSDs in das Rechenzentrum darstellt. OCP-FDP-Methoden sind das Ergebnis der Zusammenarbeit von Meta und Google bei der Suche nach einer Reduzierung der Schreibverstärkung. Der Standard-SSD-Verschleiß kann mit FDP um das Zwei- bis Dreifache reduziert werden, was eine längere SSD-Lebensdauer ermöglicht und auch die Schreibleistung um etwa den gleichen Betrag verbessert. Das OCP arbeitet derzeit an Open-Source-SSD-Qualifizierungstests, um diesen Ansatz zwischen SSD-Kunden zu standardisieren. Fadu sprach über seinen FC5161 PCIE Gen5-Controller. Einzelheiten zu diesem Controller finden Sie unten.

Fadu FC5161 PCIe Gen 5 Controller

Fadu sagte, dass die Verwendung ihres Controllers die Betriebstemperatur des SSD-Controllers um 20 °C reduzierte und die Controller-Leistung von 9–10 W auf 7 W reduzierte. Die Temperatur ist wichtig, da die thermische Drosselung die SSD-Leistung verringert, wenn die Temperatur zu hoch wird. Sie sagten auch, dass dieser Controller eine geringere Schreibverstärkung und einen höheren Schreibdurchsatz bietet, vermutlich unter Verwendung der OCP-FDP-Methoden. Fadu sagte, dass Kunden ab 2024 ihre eigene Firmware für die Controller des Unternehmens entwickeln und implementieren können.

Das Unternehmen hat in den nächsten Jahren weitere Pläne für die Entwicklung von PCIe Gen6- und CXL-Speichercontrollern und CXL-Switches, wie unten gezeigt.

Fadu Future Controller- und Switch-Pläne

Samer Haija von Microchip sprach während seiner Keynote über CXL. CXL ist ein standardisierter Kommunikationskanal, der über PCIe für die Erweiterung des Systemspeichers und des Co-Prozessors unter Verwendung von Shared Memory läuft. Es ermöglicht die gemeinsame Nutzung von Speicher zwischen Prozessoren und trägt dazu bei, dass teurer Speicher besser ausgenutzt wird. Anschließend stellte Samer Steve Pawlowski von Micron vor. Steve sprach weiter über CXL und insbesondere über CXL 3.0, das die gemeinsame Nutzung von Speicher in einem Switch-Netzwerk ermöglicht. Wie unten gezeigt, ermöglicht dies die Skalierung von Shared-Memory-Systemen.

Micron- und Microchip-Pläne für speicherzentriertes Computing

SK hynix kündigte 321-Level-NAND bis 2025 und CXL-Produkte sowie UFS-QLC-Solidigm-Produkte an. Fadu und Microchip sprachen über ihre Controller, darunter CXL- und PCIe 5.0-Produkte.