電子發燒友網報道(文/黃晶晶)在人工智能、數據中心、新能源汽車、智能終端等應用的帶動下,存儲新技術新產品加速到來。例如數據中心市場,不僅是高帶寬HBM持續進階,HBM3E到HBM4的演進,企業級SSD也因AI訓練和推理所需數據量的增加而不斷擴大容量,以至于122TB甚至更高的SSD推出。智能手機市場,UFS4.0 QLC的發布將進一步滿足智能終端對于高容量存儲的需求等等。諸多存儲產品的到來將為明年存儲市場的發展注入新的動能。
400層3D TLC NAND
三星即將在2025年國際固態電路會議(ISSCC)上展示其最新的第10代超過400層3D NAND Flash,接口速度可達5.6 GT/s。三星成功研發出400層堆疊的NAND Flash技術,并有望在下半年正式投入量產。不過,有業內人士指出,如果加快生產速度,可能在第二季度末就開始量產。
據悉,三星為400層NAND引入了“三層堆疊”技術。三星的新一代V-NAND保持了TLC架構,每個芯片的容量為1Tb(128GB)。三星表示,其新的超400層3D TLC NAND Flash的存儲密度達到了28 Gb/mm2,略低于其1Tb 3D QLC V-NAND的28.5 Gb/mm2,后者是目前世界上存儲密度最高的NAND Flash。
此外,SK海力士正在開發400層堆疊的NAND閃存,將于2025年投入大規模量產。為此,SK海力士使用了4D NAND閃存、混合鍵合技術,即W2W(wafer-to-wafer)將兩塊晶圓鍵合在一起。
QLC UFS4.0閃存
鎧俠宣布量產業界首款采用四層單元技術的QLC UFS 4.0閃存。相比于傳統的TLC UFS有著更高的位密度,使其適用于需要更高存儲容量的移動應用程序。可在智能手機、平板電腦PC、網絡設備、增強現實/虛擬現實(AR/VR)以及人工智能(AI)設備等高科技領域中廣泛應用,為這些領域帶來更高的存儲容量和卓越的性能提升。
512GB容量的QLC UFS 4.0閃存充分發揮了UFS 4.0接口的高速潛力,實現了驚人的4200MB/s順序讀取速度和3200MB/s的順序寫入速度,為用戶帶來前所未有的數據傳輸體驗。鎧俠巧妙地將先進的BiCS FLASH 3D NAND閃存與高效的主控芯片集成于JEDEC標準封裝之內,不僅支持M-PHY 5.0和UniPro 2.0的最新規范,還確保了每通道高達23.2 Gb/s(或每設備46.4 Gbps)的理論接口速度,同時保持了與UFS 3.1標準的向下兼容性。
此外,QLC UFS 4.0閃存還引入了多項前沿特性,如HS-LSS(高速鏈路啟動序列),該特性相比傳統方法能顯著縮短鏈路啟動時間,提升效率約70%。同時,通過采用高級RPMB技術,實現了對安全數據的快速讀寫訪問,進一步增強了數據保護能力。而擴展啟動器ID(Ext-IID)功能的加入,則旨在與UFS 4.0主控的多循環隊列(MCQ)協同工作,共同提升系統的隨機性能,確保流暢的用戶體驗。
122TB數據中心SSD
2024年11月,Solidigm推出超大容量PCIeSSD,即122TB的Solidigm D5-P5336數據中心SSD。隨著AI應用領域的不斷拓展,數據存儲在功耗、散熱和空間限制等方面都迎來新的挑戰。Solidigm全新122TB D5-P5336 SSD能夠大幅提升能效和空間利用率,為核心數據中心到邊緣的各種使用場景提供行業領先的存儲效率。
Solidigm 122TB D5-P5336硬盤在降低功耗和提升空間利用率方面的具體表現包括:和傳統HDD+TLC(三層單元)混合存儲解決方案相比,網絡附加存儲(NAS)的存儲功耗降低多達84%;和30TB TLC相比,提高邊緣部署場景下的功耗密度,每瓦可存儲多達3.4倍的數據量;每機架單元可存儲高達4PB容量的數據;
全新Solidigm硬盤能夠在更小的空間內存儲更多的數據,實現更高效、更具可擴展性的數據中心和邊緣設計:與傳統 HDD + TLC混合存儲解決方案相比,可在網絡附加存儲方面減少4倍的空間占用;和30TB TLC相比,可在空間有限的邊緣存儲多達4倍的數據。
在應對內容分發網絡、通用存儲應用和對象存儲應用等數據密集型工作負載方面,這一現代高密度QLC硬盤相較于其他廠商的入門級高密度數據中心TLC產品,能夠展現出高達15%的性能提升。在持續寫入工作負載方面,D5-P5336的讀取響應率高出最多40%。
Solidigm 122TB D5-P5336支持多種不同外形規格,輕松兼容行業標準存儲服務器。隨著此次超大容量SSD產品的推出,Solidigm繼續踐行了為客戶提供具備行業領先質量和可靠性產品的堅定承諾。
全新122TB硬盤目前已開始向客戶提供樣品,進一步擴展了Solidigm面向AI和其他數據密集型工作負載的大容量SSD產品組合。
HBM4
12月,韓媒消息稱SK海力士應重要客戶的要求,將于2025年下半年以臺積電3nm制程為客戶生產定制化的第六代高頻寬內存HBM4。SK 海力士計劃于 2025 年下半年推出首批 12 層堆疊的 HBM4 產品,16 層堆疊的 HBM4 預計在 2026 年推出。
消息人士透露,SK海力士已決定與臺積電合作,最快明年3月就會發布一款采用臺積電3nm制程生產的基礎裸片(base die)的垂直堆疊HBM4原型,而主要出貨的客戶是英偉達(NVIDIA)。
據悉,SK海力士標準款HBM4將繼續采用N12FFC+基礎裸片,而定制產品則從5nm升級至3nm。此前,SK海力士在定制HBM4上采用5納米,若升級至更先進的3nm工藝,基礎裸片有望提升20%~30%的性能。這種工藝選擇使得SK海力士能夠根據不同客戶的需求提供定制化的解決方案。另外,三星同樣預計在 25H2 提供HBM4 樣品,批量生產計劃在 26 財年。
LPDDR5
前不久,集邦咨詢資深研究副總經理吳雅婷指出,明年LPDDR5將成為主流,其中LPDDR5在智能手機上的占比會提升到55%。通用型Server DRAM 和 Mobile DRAM需求量占比最高,但AI LPDDR 和 AI Server DRAM成長性更好,正在成為市場下一個引領力量。
至于為何AI用LPDDR5越來越多,吳雅婷解釋說,英偉達的Grace CPU制造工藝是用onboard的方式打在板子上,后續英偉達會將LPDDR5X以模組形式出貨。預測算明年LPDDR5X 在 AI Server上的成長率會超過40%。同時,這將排擠 LPDDR5應用于智能手機的出貨量。總體,明年LPDDR5的價格表現會比LPDDR4更有支撐度。
Mobile DRAM方面,LPDDR4X和LPDDR5X市場表現不同,LPDDR4X供應量大,隨著智能手機向 LPDDR5遷移,LPDDR4的價格走勢面臨挑戰。而LPDDR5X在AI上應用越來越廣泛,表現更穩健。
汽車存儲
IDC數據顯示,隨著智能化浪潮的來臨,存儲市場有望高速增長。2023年市場規模為44.1億美元,到2027年平均增速將超過18%,遠高于整體汽車半導體市場的增速。汽車存儲芯片類型包括易失性存儲器和非易失性存儲器,比如DRAM、NAND、SRAM、MRAM、UFS、EEPROM等,其應用范圍十分廣泛,例如控制單元(ECU)、信息娛樂系統、先進駕駛輔助系統(ADAS)和車聯網(V2X)通信等。
從市場格局來看,美光科技以45.8%的市場份額占據領先地位;緊隨其后的是三星電子,以14.5%的市場份額穩步前;SK海力士則以7.2%的市場占比位居第三,展現出強勁的增長潛力;與此同時,英飛凌和鎧俠也各自占據6.7%和6.3%的市場份額,展現出在汽車存儲領域的重要影響力。這些廠商共同推動了汽車存儲技術的發展,滿足了不斷增長的智能汽車存儲市場需求。
今年4月,美光車規級4150AT SSD已開始送樣。作為全球首款四端口 SSD,該產品提供多達四個片上系統(SoC)接口,可實現軟件定義智能汽車的集中存儲。美光4150AT SSD集多項市場領先特性于一身,例如單根輸入/輸出虛擬化(SR-IOV)、PCIe? 4.0 接口和堅固耐用的車規級設計。憑借這些產品特性,美光車規級4150AT SSD將為汽車生態系統提供數據中心級別的靈活性和強大功能。
三星電子也在隨后的9月,宣布成功開發其首款基于第八代V-NAND技術的PCIe 4.0車載SSD。三星新款256GB AM9C1車載SSD相比前代產品AM991,能效提高約50%,順序讀寫速度分別高達4,400MB/s和400MB/s。AM9C1基于三星的5納米控制器,提供單層單元(SLC)空間功能,其優異的性能讓訪問數據密集型文件更為輕松。用戶將初始的三層單元(TLC)狀態切換至SLC模式,即可體驗大幅提升的讀寫速度,其中讀取速度高達4,700MB/s,寫入速度高達1,400MB/s,同時還能享有SLC SSD可靠性增強所帶來的優勢。
三星的新款車載SSD通過了更為嚴苛的板級測試,能夠滿足汽車半導體質量標準AEC-Q100 的2級溫度測試標準,在-40°C至105°C寬幅的溫度范圍內能保持穩定運行。
當前,三星的主要合作伙伴正在進行256GB版本AM9C1的樣品測試,這款產品預計將于今年年底開始量產。該產品容量覆蓋從128GB到2TB等多種規格,其中最大的2TB SSD預計將在明年年初開始量產。
小結:
市場研究機構Yole Group預測,得益于人工智能對于存儲芯片及HBM需求的大漲,預計2025年全球存儲芯片市場銷售額將由2023年960億美元增長到超2340億美元。預計2023年到2029年間的年復合增長率達16%。可以看到,存儲市場增長趨勢不變,而存儲技術和產品力的不斷提升,存儲企業才能享受到人工智能、新能源汽車等帶來的巨大紅利。
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