据IDC预测,到2025年全球数据使用量将达到175ZB,年均复合增长率(CAGR) 达35%。其中,我国数据量将超越美国位居全球首位达到48.6ZB,占全球总量的27.8%。
海量数据的增长,来自各种创新应用的兴起,都为世界带来新的变化。从智能汽车、大语言模型、到AR/VR,数据从传感器中被收集,然后经过端侧计算单元的处理,最终通过无线传输到云端,在世界各地的大型超算集群中进行深度价值挖掘。在整个数据流转的过程中,离不开各种和存储系统的参与。数据的持续爆炸增长,导致数据存储的需求也指数上升。“存力”必须要与“算力”同步升级,才能真正实现人类社会数字化可持续的未来。
作为创新内存和存储解决方案的业界领导厂商,美光已获得了54,000多项专利,在和技术方面持续领先。在DRAM上,美光率先量产了1α (1-alpha)节点的DRAM产品,并率先上市第一代1β (1-beta)节点DRAM;在NAND方面,率先上市了176层高密度NAND,并在领先的232层NAND上实现了量产。
近日,美光亮相第六届进博会,展示了其先进的DRAM和NAND技术在汽车和智能边缘、数据中心、客户端和移动设备领域的最新产品和先进解决方案。
推动AI创新,加速数据中心演进
数据中心正在从传统服务器向云数据中心加速转变,GPT等大语言模型、多模态混合算法模型要求数据中心实现几倍于传统数据的处理能效,大量计算机上的计算、内存和存储资源正在逐步分散。与此同时,人们还要面对持续变化的气候挑战。
为应对这些挑战,加速数据中心的架构演进,最终推动实现各式AI应用创新,美光推出了一系列前沿服务器内存和存储产品。
在服务器内存方面,美光此次展出了64GB和96GB两款不同容量的服务器DDR5 RDIMM内存条,其中96GB的DDR5内存条主要面向数据密集型的AI推理应用,而64GB的DDR5内存条提供海量内存带宽以迅捷高效地将数据转化为洞察,为当今工作负载赋能,支持5600MT/s的传输速率。不久的将来,通过在存储颗粒中增加DB(Data buffer)这一技术创新,DDR5产品的传输速率还将进一步提升至8800MT/s。
对于云服务厂商而言,CXL是一种更经济高效的行业标准,通过CXL可以实现计算、存储和内存资源的分离,更容易实现各类计算和存储资源的自由收缩拓展,从而构建更高效的服务器架构。美光展出的CXL内存扩展模组——CZ120,提供128GB和256GB两个不同版本,能够提供高达36GB/s的读/写带宽,助力服务器厂商打造高达2TB内存容量的服务器。
在存储方面,美光展出了7450 NVMe固态硬盘、7500 NVMe固态硬盘、9400 NVMe固态硬盘和6500 ION NVMe固态硬盘四款不同定位的产品。其中7450 NVMe固态硬盘采用的是176层的NAND技术,支持主流性数据存储应用。9400 NVMe固态硬盘是针对高性能应用推出的,容量支持高达16T。7500 NVMe固态硬盘基于美光232层NAND技术,主要亮点在于NAND技术节点的迭代、以及对于OCP、OME协议的支持。而6500 ION NVMe固态硬盘同样是基于QLC 232层NAND闪存颗粒,能够在QLC的成本上提供媲美TLC的性能表现。
高性能+低功耗,打造PC端更愉悦客户体验
在客户端方面,DRAM和NAND产品表现将会直接影响到消费者的体验,而美光也致力于提供高性能的产品来帮助PC终端客户实现更加愉悦的客户体验。
此次美光为PC客户端应用带来了两款NVMe固态硬盘产品,同时还有旗下面向消费市场的英睿达品牌的诸多新品,包括最近发布的支持PCIe 5.0的T700系列固态硬盘,6000MT/s、单条容量高达24G的DDR5 Pro内存,以及X10 Pro移动固态硬盘等产品。
其中最值得关注的是美光2550 NVMeSSD这款产品(下文简称2550 SSD),该产品是全球首款采用232层NAND的客户端SSD。
据了解,2550 SSD基于成熟且广泛应用的PCIe 4.0架构,采用了美光232层NAND颗粒,同时在散热架构和低功耗设计方面有所加强,能够在实现更高存储密度同时兼顾家用PC电池续航。
在性能方面,2550 SSD采用了创新的预测缓存优化技术提升了用户体验。与竞品相比,2550 SSD 文件传输速度快 112%,办公应用运行速度快 67%,主流游戏加载速度快 57%,内容创建应用运行速度快 78%。此外,该产品还具有高达每秒 5GB 的极速顺序读取性能和每秒 4GB 的顺序写入性能,相比上一代 SSD 分别提升了 43% 和 33%。
在低功耗设计方面,美光通过多种技术来实现节能,包括优化进入和退出自启动节能状态,在控制器中使用先进的制程节点,以及利用主机内存缓冲(HMB)技术取代 DRAM。这些创新技术使设备在睡眠模式下的功耗低于 2.5 毫瓦,在空闲模式下的功耗低于 150 毫瓦,在活动模式下的功耗低于 5.5 瓦。功耗降低可延长电池续航时间,以满足日常计算需求。
推动5G+AI,赋能下一代智能手机体验
受制于使用环境和外形尺寸,移动设备对于内存密度和低功耗的要求更高,要在保证不影响整机续航的前提下,尽可能实现性能提升。而UFS4.0和LPDDR5X是目前移动设备上,最为先进的内存和存储解决方案,亦是旗舰手机的标配。美光也在此次展会现场带来了支持这两种领先技术的相关产品。
随着端侧AI在手机上的应用逐渐扩大,对于内存带宽的要求也逐步提高。很多AI应用的参数变的越来越大,当应用启动时,要将整个参数从存储加载到DRAM中。容量越大就意味着对快速读取能力要求更高,才能保证具备足够快速的应用启动时间。因此对于从NAND中数据的高速读取,已经成为未来短期内行业的一个明确需求。
美光展出的UFS 4.0解决方案,是其首款基于232层3D TLC NAND闪存技术的移动解决方案,也是全球首款采用六平面NAND架构的UFS 4.0存储产品,它提供了最高4300 MB/s的顺序读取速度和最高4000 MB/s的顺序写入速度,最大容量支持1TB,能够为手机用户带来一流的存储体验。
当前智能手机中内置了多个异构处理引擎,这些先进的芯片平台需要高数据速率来确保跨应用的无缝多任务处理,并实现人工智能推理、增强现实和虚拟现实、沉浸式图像显示和高分辨率影像等功能。LPDDR5X的内存性能提升,对于向这些异构引擎传输大量数据越来越重要。
美光展出的LPDDR5X专为旗舰智能手机打造,在数据传输速率方面相比上一代的LPDDR5提升了33%,为需要高性能内存的高带宽、数据密集型移动体验提供了强有力的支持。
加速智能汽车创新,助力轮上大脑实现
在汽车领域,随着数字化和软件定义架构的发展,汽车已经成为了一个轮上智能大脑,承载着各种各样的感知、计算和连接功能,这其中也离不开各种内存和存储产品的配合。与其它应用不同,汽车的正常行驶关乎驾乘人员的人身安全,因此对于内存和存储产品的要求也极高,针对不同应用需要满足不同等级的车规要求。而美光作为车用内存与存储领域的领导厂商,在汽车领域已深耕三十余年,并大力投资于汽车功能安全技术和工艺,以提供符合最严苛安全要求的一流产品。
在此次展会现场,美光带来的车规级产品包括DDR4、LPDDR4、LPDDR5、e.MMC5.1、UFS3.1和2100SSD。
值得一提的是,美光还推出了“SAFER车用内存”的定义,涵盖五个关键概念:(Safest)指当前业界卓越的安全解决方案;(Automotive mindset)指汽车思维;(Fault coverage)指故障覆盖率;(Engineering leadership)指先进工程;(Risk management)指风险管理。
车规级的LPDDR5即符合SAFER车用规范的产品之一,基于美光的片上安全机制,使其可以支持ADAS应用的关键安全要求,也因此通过了最严格的ISO 26262 ASIL D安全等级认证。与上一代LPDDR4相比,LPDDR5最高能降低60%的能耗,有助于支持新能源汽车实现更长充电续航里程。
此次展出的车规级UFS3.1,是汽车市场内首款基于176层NAND/TLC技术的UFS3.1,适用于汽车、工业和消费市场中的车规级和无线产品。据悉,车规级UFS3.1存储产品可以为车载信息娱乐系统(IVI)提供更快的性能优势,为驾乘人员提供更好的用户体验。
深耕存储领域,赋能数字中国
回顾过去的20年,美光一直践行扎根中国、服务中国的理念。2000年,美光在中国设立上海办公室,于2003年启动上海设计中心,并持续不断投身于数字中国的发展。2006年美光设立西安工厂,2014年该厂的进出口总额占比达到了陕西省的42%,2017年进出口额首次超过150亿美元大关,并于2020年被评为“国家级绿色工厂”。
展望未来,中国正在不断加速推进数字化和低碳可持续化,为半导体产业持续释放机遇。美光也将持续加码中国,赋能数字中国。今年年中,美光已经宣布将在西安工厂增加投资至43亿人民币,引入全新产线用于制造移动DRAM、NAND和SSD产品,进一步强化西安工厂的封测能力。新的投资项目还将在额外增加500个就业岗位,使美光在中国的员工总数增至4,500余人。
据悉,此次进博会汇集了来自154个国家、3400家企业参展,同期参展的国际半导体厂商也皆为各自领域的领军企业,包括高通、AMD、ADI、TI、ASML、Renesas和NI等。美光此番首次参加进博会,也引发了极大的关注。我们也期待未来,能够紧握中国数字化发展机遇,为我们带来更多领先的和产品。