三星探讨存储产业前瞻性技术，洞察全球存储市场先机

在CFMS2023中国闪存市场峰会上，三星副总裁、NAND产品企划组总经理Kyungryun Kim(金经纶)先生，以《闪存再进化 迈向新纪元》为主题发表了重要演讲，揭示了三星对存储产业未来发展的深度思考，以及三星基于这些思考进行了哪些前瞻性布局。

三星：2030年全球人均将拥有10个联网智能设备，元宇宙、自动驾驶和机器人增速可观

近年来全球发生的巨大变化，推动了智能设备和网络技术的快速发展，迎来信息数据爆炸式增长，世界正在进入一个超现实、超连接的全新时代。在这个智能网络系统中，智能终端通过高速网络互相连接。三星表示，过去十年间，接入网络的设备数量以每年15%的增速快速增长。那么到2030年，全球大约会有760亿个电子设备会通过超连接的方式互联，这意味着全球每人将拥有大约10个联网智能设备，而发达国家这一数字将会更高。三星预计三大新领域：元宇宙、自动驾驶和机器人的增速将十分可观，年化增长分别为67%、31%和35%。不仅万物互联将在新领域中延续下去，互联设备还将产生海量的信息数据，由去年的79ZB提升到2025年的181ZB。

三星基于深度思考，布局高能效、智能化的SSD存储解决方案

那么在数据信息快速增长的背景下，为了保障各地数据中心的正常运营，全球需要消耗庞大的电能和土地资源，因此如何使得数据中心的运营更加低碳环保，是人类共同体需要共同面对的问题。三星基于这些思考，正在提供节能高效高容量的闪存解决方案，使得存储更加智能的同时，能效表现更优异。

譬如三星PM1743作为PCIe Gen5固态硬盘，相较前一代三星SSD，运行速度快两倍，能效提高40%。重要的是，PM1743采用了Telemetry(遥测技术)和Tenant isolation(租户隔离技术)，增强了SSD自我监测的能力和新一代的安全特性。改进后更智能的SSD，提高了存储系统的整体性能，并大大降低运营成本。PM1743已经在英特尔和AMD运行的主要PCIe Gen5平台上进行了兼容性验证。另外，三星的SAS 24G产品性能约是前一代12G的两倍，能效也显著提高了31%。

三星为了应对快速增长的AI/ML工作负载，还推出基于CXL协议的”Memory- Semantic SSD”，其随机读取性能比传统SSD提高20倍。针对小型资料区块的读写速度，可以允许对存储在NAND中的数据进行小单元的访问。需要注意的是，大多数AI工作负载时，传输数据使用的是64B或128B的小数据，而大多数SSD使用4KB进行读写，这对于机器学习应用程序而言显然是浪费的。为了解决这个问题，”Memory- Semantic SSD”内置内存作为缓存，支持通过访问内存的方式在存储设备上读写数据。

三星移动端UFS4.0已量产，1mm 规格下封装 1Tb 超大容量

三星的移动端UFS4.0已量产，UFS4.0 不仅性能堪比 PCle 4.0，而且更重要的是能效将更加可观。减少30%的能量消耗的同时，UFS4.0只用1毫米的超薄规格，就能封装惊人的1Tb 超大容量，这些改进将使得 UFS4.0改变移动领域。

三星认为，3D NAND的物理缩放技术、逻辑缩放技术和封装技术正在发生变化

三星表示，目前基于3D NAND数据存储能力正在不断提高，这种演变发生在三个细分的技术领域：物理缩放技术、逻辑缩放技术和封装技术。

首先是物理缩放技术如横向或垂直收缩，减少单位存储单元的大小，用于提高性能和降低成本。其中包括垂直堆叠技术，添加更多WL堆栈，从而增加内存单元的数量。以及Cell on Peri技术，简称COP，通过把外围电路放在存储单元下面，减少硅面积从而增加存储密度。

其次是逻辑伸缩技术，例如QLC技术使得每个单元存储4位，相比TLC存储密度提高33%，以便SSD可以保存更多的数据，保持轻便紧凑并节省成本。

封装技术也是不容忽视的关键技术，这是开发高容量产品的关键，三星已经有能力批量生产32Die堆叠封装。三星表示，通过这三大技术不断探索高容量SSD，预计未来十年单颗SSD的容量可高达1PB。

三星正在准备更强大的第二代智能SSD

毫无疑问，三星正在追求更高的智能化，三星表示最近正在大量生产的8TB和16TB的大容量产品，支持Tenant共享。目前，主机使用虚拟化成来调度每个用户的作业，以保证独立QoS服务质量，而这相当于在消耗主机的计算资源。而在三星PM1743上，硬件支持多Tenant功能，可为每个Tenant提供隔离技术，就像每个Tenant都有一个独立的SSD。通过这一技术，三星SSD有效节约了主机的计算资源。为了应对数据量的爆炸性增长，三星还在持续开发“近数据处理(Near data Processing)”技术，以便在更近更快地处理数据。

三星表示，自2018年进行智能SSD的共同开发，并于去年开始量产，今年正与合作伙伴一起准备更强大的第二代智能SSD，支持PCIe 4.0和FPGA。FPGA包含了Arm核，可以通过软件实现加速功能。通过这一点，三星确认了SCAN的性能比只使用CPU的传统方法提高了6倍。而智能SSD的到来，将为三星的客户带来新功能，帮助客户降低运营成本。

三星研究如何使QLC产品获得TLC体验：将热数据在SLC和TLC中处理，冷数据在QLC中处理

三星还预计QLC技术将继续发展，为了迎接QLC的崛起，三星正在积极进行研究和开发，并推出QLC产品。其中一个研究领域，涉及智能存内分层，三星研究将热数据在SLC或TLC中处理，而冷数据在QLC中处理。通过这种无缝集成技术，使三星的QLC产品能够以QLC的容量提供TLC的用户体验。三星相信，更智能的用法将使QLC技术成为主流。

同时，三星呼吁新技术需要与存储生态系统紧密结合，需要产业链企业互相合作。三星也正努力与更多合作伙伴建立存储标准，一同加快这一生态系统的发展建设，一同见证超连接世界中闪存带来的创新应用。

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