专访英特尔NPSG亚太区销售总监倪锦峰

2021年中国闪存市场峰会（CFMS2021）于2021年9月中旬在深圳召开。在流程紧凑的会议上，上游芯片企业三星、美光、铠侠、长江存储、英特尔、慧荣科技、群联电子等纷纷登场演讲，分析存储技术未来的发展动向和产业方向。封装领域的通富微电、沛顿科技，下游的系统平台厂商紫光展锐、联发科技，基础运营商中国电信，终端应用厂商浪潮，人工智能芯片厂商星宸科技都参加了本次会议。整个会议可说是信息丰富，内容充足。

会后，MC编辑专访了英特尔NAND产品与解决方案事业部亚太区销售总监倪锦峰。

MC：CuA（CMOS under Array，阵列下 CMOS 技术）证明了英特尔和美光的前瞻性、先进性，但现在业界其他品牌也在研发类似技术，英特尔的优势相对缩小了吗？目前3D NAND的成本是否能够进一步压缩？

倪锦峰：容量密度提升是通过几个方面来实现的。一是架构层面，CuA现在大家几乎都在做，确实已经不算是独一无二的优势；第二就是堆叠；第三是向QLC和PLC方面的演进。所以我们要不断在其他方面做一些创新，通过多个维度来实现密度的提升。
价格需要从几个方面去考量。撇开缺货导致价格上涨等行情因素，从技术本身来说，首先就是往上堆叠，但会逐渐遇到瓶颈，因为叠的层数越高，需要的时间越长。比如500层或者1000层堆叠，工艺周期确实比较长。第二个是向QLC、PLC发展，从另外一个维度实现成本的下降。第三个是结构的收敛，这个我相信每家都在做。第四个是在SSD层面的创新。如果工作负载、数据流都可以顺序化，比如前面放一个傲腾把数据顺序化之后，就不需要那些冗余空间，从而可以让大约7%甚至10%以上的空间可以空出来，这也是一个很大的收益。

MC：每年我们都会谈到闪存和磁盘的关系，目前的大环境下您怎么看？
倪锦峰：这个话题几年前比较热，但是现在，HDD已经在很多小容量环境下被替换，尤其是4TB及以下的HDD基本上已经替换完成了。只有部分大客户的容量盘比较大，比如14TB、18TB之类，那么需要QLC或者TLC容量达到目前2~3倍的时候才可以大规模替换。也有一些客户对性能有要求，比如说互联网计算的本地盘之类，还是需要使用闪存。当然，我们也不希望一夜之间就把所有的HDD替换掉。SSD的全球产能只占到存储总量的一部分，市场需要一步一步发展。

MC：能不能介绍一下关于PLC颗粒的现状？

倪锦峰：我们做PLC是一条必然之路，3D堆叠终将会遇到工艺周期过长等瓶颈，对于使用Floating Gate（浮栅式结构）的英特尔来说，选择QLC、PLC的优势也比较大一些。我们对PLC的未来很看好，它的P/E擦写次数将会远远超过现在的几十次，这样就能实现替代部分的企业级应用的目标，而不是做简单的消费级或者商用级的产品。

另外，我们针对的目标是温冷存储。温存储很多是可以用QLC加PLC来替代HDD的。我们可以简单算一下，以18TB的HDD为例，一个PLC的SSD可能有65TB，完全可以替代三片HDD。我们假设每个HDD写入0.2GB/秒，即使在5年寿命期内不断工作，也只能写入约30PB，三个HDD也就是写入90PB。如果换成65TB的PLC SSD，只需要将寿命做到1500多个P/E擦写次数就够了。况且在你的实际应用当中，不可能买一块18TB的HDD只写不读。这样看来，PLC完全可以替代其中很大一部分HDD。
另外，SSD的效率其实是比较平稳的，5年的寿命期里基本只有0.2%~0.4%失效。虽然HDD前期的失效率比较低，但是3年以后失效率就大幅提升了。再加上功耗等方面的问题，HDD一般用不到5年，PLC在这方面还是很有优势的。
   
MC：在英特尔SSD产品中，SLC缓存的更新机制是怎么样的？

倪锦峰：这需要分成两部分来谈。第一，我们在企业级SSD中不使用SLC缓存。SLC缓存有利有弊，如果缓存成功命中，SSD的延迟和性能都很好，但是错失掉之后性能就有损失。我们的企业级SSD一贯重视性能的稳定性和一致性，所以不适合使用SLC缓存。我们选择使用DRAM缓存，并且为了保持稳定性，DRAM只用于逻辑和物理地址映射表。性能时好时坏的SLC缓存，是企业级客户无法接受的。
第二，在消费级SSD中，我们使用SLC缓存，并且分为固定缓存和动态缓存。固定缓存约占消费级SSD容量的1.2%，1TB的QLC SSD差不多有12GB是固定的SLC缓存；还有一部分是动态SLC缓存，在剩余容量比较多的情况下最多会占到SSD容量的14%，随着SSD写入越来越多，动态缓存会越来越少，直到SSD写入75%时，动态缓存就没了。

MC：英特尔PCIe 5.0 SSD的进度怎么样？

倪锦峰：这是一个很热的话题，我们也在设计PCIe 5.0架构的SSD，未来将会推出。对行业来说，PCIe 5.0具有一定的挑战性。从PCIe Gen3到Gen4接口，整个行业的切换速度虽然还可以，但比我们预期的要慢一些。Gen4到Gen5的难度会更大，因为切换成本很高。

另外，本次大会的主持人也分享了一个行业报告，企业级SSD平均容量只有2.5TB~3TB，主流的容量也就是4TB和8TB，在这种情况下，PCIe 4.0已经足够了，PCIe 5.0难以在容量上不去的情况下发挥更大优势。更重要的是，企业级应用更注重随机性能，顺序性能也有需求，但是使用场景不多。

所以我们一方面在加速PCIe 5.0的SSD的研发，另一方面是要引导整个行业发展，打通整个产业链。在企业级SSD平均容量没有达到16TB、32TB时，PCIe 5.0的性能无法得到体现；平均容量上去了，又要担心故障转移的管理，也就是损坏之后数据怎么挪移。这个时候还需要有足够大的网络带宽，才能在SSD失效后进行实时修复。总的来说，从PCIe 4.0切换到PCIe 5.0，不仅是一个接口的替换，还是整个行业的升级，这是一个比较复杂的过程。

MC：BBD技术到底是为了增加容量还是增加NAND的寿命？

倪锦峰：BBD技术是Block By Deck的简称，是用在我们的144层堆叠上的技术。我们在144层堆叠上使用了三个48层进行叠加，工艺方面相对其他品牌会复杂一些，但是也带来了好处。在BBD架构中，我们用虚拟层将每个Deck分开，每个Deck可以作为SLC或QLC运行。为了更有效地擦除区块，每块Deck可以被擦除而不触及存储在其他Deck上的数据，性能也可以提升很多。另外在我们的Block里，Deck可以按SLC和QLC模式进行混合分配，给了我们很多弹性，带来了更好的固态盘级优势。