Компания Kioxia сообщила о разработке прототипа флеш-модуля (аналога SSD), который сочетает в себе большую вместимость и высокую пропускную способность. Изделие создано в рамках проекта, поддерживаемого японской Организацией по развитию новых энергетических и промышленных технологий (NEDO).

Модуль способен хранить 5 Тбайт информации. При этом скорость передачи данных теоретически может составлять до 64 Гбайт/с. Для достижения таких показателей Kioxia разработала новую архитектуру, основанную на последовательном соединении микросхем флеш-памяти.

Источник изображения: Kioxia

В составе изделия каждый флеш-чип подключён к отдельному контроллеру. Благодаря такой каскадной конфигурации пропускная способность не снижается даже при увеличении количества микросхем флеш-памяти. Благодаря последовательному соединению контроллеров удалось добиться снижения энергопотребления и улучшения целостности сигнала. Задействована модуляция PAM4. Скорость передачи информации достигает 128 Гбит/с на контроллер.

В прототипе применяется интерфейс PCIe 6.0 х8. Для каждого контроллера обеспечивается снижение задержки чтения путём предварительной выборки данных с использованием внутреннего кеша. Специальные механизмы обработки сигналов позволяют достичь скорости обмена данными между контроллером и подключенным к нему флеш-чипом в 4 Гбит/с. Общее энергопотребление модуля составляет менее 40 Вт. Ожидается, что новинка найдёт применение в таких сферах, как интернет вещей, периферийные ИИ-вычисления, анализ больших данных и пр.

Южнокорейский стартап Xcena анонсировал свой первый продукт — вычислительную память MX1. Избранные партнёры начнут получать образцы изделий с октября, тогда как массовое производство запланировано на 2026 год.

Решение MX1 обладает поддержкой PCIe 6.0 и CXL 3.2. Новинка позволяет расширить основную память системы, добавив до 1 Тбайт в виде четырёх модулей DDR5 DIMM ёмкостью 256 Гбайт каждый. Реализована технология NDP (Near Data Processing), которая сводит к минимуму задержку при перемещении данных между интерфейсами и значительно снижает совокупную стоимость владения для приложений, требующих обработки больших объемов информации.

Для выполнения вычислений в оперативной памяти используются «тысячи ядер» на открытой архитектуре RISC-V. Изделия MX1 позволяют существенно ускорить выполнение таких задач, как операции с векторными и графовыми базами данных, анализ информации и пр. При этом снижается нагрузка на CPU. Прототип на базе FPGA продемонстрировал сокращение времени обработки запросов при работе с базами данных на 46 % по сравнению с серверными CPU. Теоретически выигрыш может достигать 95 % при реализации в виде ASIC.

Источник изображения: Xcena

Чип задействует 4-нм техпроцесс Samsung Foundry. Упомянута поддержка ECC. Компания Xcena предоставляет полностью интегрированный комплект для разработчиков (SDK), состоящий из низкоуровневых драйверов, библиотек среды выполнения и вспомогательных инструментов, которые помогают создавать прототипы и развертывать MX1 с минимальными усилиями по интеграции.

Компания Micron Technology анонсировала SSD серий 6600 ION, 7600 и 9650 для дата-центров и систем корпоративного класса. Новинки, подходящие в том числе для ресурсоёмких нагрузок ИИ, предлагаются в различных форм-факторах — U.2, E1.S и E3.S.

Изделия Micron 6600 ION оптимизированы для сред, в которых постоянно генерируются и обрабатываются большие массивы данных: это может быть, например, инфраструктура интернета вещей (IoT). Устройства выполнены на основе флеш-чипов G9 QLC NAND, а для обмена данными задействован интерфейс PCIe 5.0 x4 (NVMe 2.0d). Доступны исполнения E3.S 1T и U.2.

В семейство Micron 6600 ION входят модификации вместимостью 30,72, 61,44 и 122,88 Тбайт. В I половине 2026 года появится вариант ёмкостью 245 Тбайт. Скорость последовательного чтения информации достигает 14 000 Мбайт/с, скорость последовательной записи — 3000 Мбайт/с. Показатель IOPS при произвольном чтении блоков данных по 4 Кбайт составляет до 2 млн, при произвольной записи — до 100 тыс. Показатель надёжности достигает 1 DWPD (полная перезапись в сутки) при последовательном доступе и от 0,075 до 0,3 DWPD при случайном доступе.

Источник изображений: Micron

Накопители серии Micron 7600, в свою очередь, подходят для задач ИИ. Устройства выпускаются в форматах U.2 (15 мм), E1.S (9,5 и 15 мм) и E3.S 1T (15 мм). Применены чипы флеш-памяти G9 TLC NAND и интерфейс PCIe 5.0 x4 (NVMe 2.0d). Скорость последовательных чтения и записи — до 12 000 и 7000 Мбайт/с соответственно.

Покупатели смогут выбирать между модификациями Micron 7600 Pro и Micron 7600 Max. В первом случае вместимость варьируется от 1,92 до 15,36 Тбайт, а надёжность находится на уровне 1 DWPD (на протяжении пяти лет). Величина IOPS — до 2,1 млн при чтении и до 400 тыс. при записи. В случае Micron 7600 Max ёмкость составляет от 1,6 до 12,8 Тбайт, показатель DWPD равен 3. Значение IOPS — до 2,1 млн при произвольном чтении и до 675 тыс. при произвольной записи. Micron заявляет о задержке менее 1 мс при 99,9999 % операций.

Изделия Micron 9650 специально разработаны для обучения ИИ-моделей, инференса в режиме реального времени и других задач, при которых критическое значение имеют производительность и стабильная пропускная способность. Устройства в форм-факторах E3.S и E1.S оснащены интерфейсом PCIe 6.0 х4 (NVMe 2.0). Используются чипы флеш-памяти G9 TLC NAND. Максимальная скорость последовательного чтения заявлена на уровне 28 000 Мбайт/с, последовательной записи — 14 000 Мбайт/с. Устройства E1.S допускают применение жидкостного охлаждения.

Серия включает версии Micron 9650 Pro (1 DWPD) и Micron 9650 Max (3 DWPD) вместимостью 7,68–30,72 и 6,4–25,6 Тбайт соответственно. Показатель IOPS при произвольном чтении достигает 5,5 млн, при произвольной записи — 1,1 млн у Pro и 1,5 млн у Max.

Максимальное энергопотребление у всех представленных изделий находится на уровне 25 Вт. Средняя наработка на отказ (MTTF) — 2,5 млн часов при температуре до +50 °C. Пробные поставки устройств Micron 7600 и Micron 9650 уже начались, а SSD серии Micron 6600 ION выйдут позднее в текущем квартале. 

Организации Storage Networking Industry Association (SNIA) и Open Compute Project (OCP), по сообщению ресурса StorageReview, разработали новый форм-фактор твердотельных накопителей, получивший обозначение E2. Устройства данного типа будут обладать большой вместимостью, достигающей 1 Пбайт. Для сравнения, Seagate поставила себе цель довести ёмкость HDD до 100 Тбайт к 2030 году, тогда как Pure Storage уже подготовила 150-Тбайт SSD.

Стандарт E2 создаётся для «тёплого» хранения данных. Устройства нового формата займут промежуточное положение между HDD большой ёмкости и традиционными корпоративными SSD. Предполагается, что изделия E2 обеспечат оптимальный баланс производительности, плотности и стоимости при развёртывании крупномасштабных озёр данных для приложений ИИ, аналитики и других задач, которым требуются огромные массивы информации. Добиться этого планируется путём использования большого количества чипов QLC NAND в одном накопителе.

Источник изображения: OCP / Micron

Физические размеры накопителей E2 составляют 200 мм в длину, 76 мм в высоту и 9,5 мм в толщину. Применяется коннектор EDSFF, который также используется в устройствах E1 и E3. Отмечается, что по высоте SSD и расположению разъёма (27,7 мм от нижней части) формат E2 соответствуют стандарту E3, тогда как размещение светодиодного индикатора идентично E1.

Источник изображения: OCP / Meta✴

Изделия нового типа предназначены прежде всего для установки в серверы с высокой плотностью компоновки. В этом случае система типоразмера 2U сможет нести на борту до 40 устройств E2, что в сумме даст до 40 Пбайт пространства для хранения данных. Новый стандарт предусматривает подключение посредством интерфейса PCIe 6.0 или выше с четырьмя линиями.

Источник изображения: OCP / Pure Storage

Заявленная скорость передачи информации может достигать 10 000 Мбайт/с в расчёте на один накопитель. Энергопотребление — до 80 Вт: это означает, что в сервере с 40 такими накопителями только для подсистемы хранения данных потребуется мощность до 3,2 кВт. Таким образом, понадобится эффективное охлаждение — по всей видимости, на основе жидкостных систем.

Первая версия спецификации E2 будет готова летом нынешнего года. Значительный вклад в разработку стандарта вносит Micron, которая будет использовать его в своих будущих SSD. Pure Storage и Micron представили прототипы E2 в ходе мероприятия OCP Storage Tech Talk. Проприетарные SSD-модули, отчасти напоминающие E2, уже начали медленно и выборочно вытеснять HDD из дата-центров Meta✴. На подходе и другие гиперскейлеры.

Компании Micron и Astera Labs в ходе мероприятия DesignCon 2025 продемонстрировали самый быстрый в мире SSD — устройство формата E3.S, оснащённое интерфейсом PCIe 6.0. В тестовой системе новинка показала скорость передачи данных свыше 27 Гбайт/с.

Работа накопителей продемонстрирована в составе платформы, оборудованной коммутационным чипом Astera Scorpio Smart Fabric Switch P-Series, который поддерживает до 64 линий PCIe 6.0. Это изделие предназначено для обеспечения высокоскоростной передачи данных между CPU, GPU и узлами хранения в кластерах HPC и ИИ.

В тестовой системе были задействованы два накопителя Micron SSD PCIe 6.0 неназванной вместимости, а также ускоритель NVIDIA H100. При этом технология NVIDIA Magnum IO GPUDirect (GDS) отвечала за прямой обмен данными между SSD и GPU, минуя остальные компоненты системы. В результате, на каждом из SSD показана скорость чтения информации в 27,14 Гбайт/с.

Источник изображения: Astera Labs

Как отмечает ресурс Tom's Hardware, достигнутый результат практически вдвое превышает показатели одного из самых быстрых на сегодняшний день накопителей с интерфейсом PCIe 5.0 x4 — устройства Crucial T705, у которого скорость чтения достигает 14,5 Гбайт/с.

В августе прошлого года компания Micron заявляла, что новые SSD с интерфейсом PCIe 6.0 смогут обеспечить пропускную способность при последовательном чтении более 26 Гбайт/с. Но демонстрация в рамках DesignCon 2025 говорит о том, что фактические значения могут оказаться даже выше при использовании определённых аппаратных компонентов. Информации о сроках начала массовых поставок накопителей пока нет.

В марте прошлого года Astera Labs анонсировала чипы Aries 6 для PCIe 6.0. Теперь компания Broadcom объявила о доступности собственных решений PCIe 6.0: дебютировали чип-коммутатор PEX 90144, а также ретаймеры BCM85668 и BCM85667.

Отмечается, что изделия с поддержкой PCIe 6.0 являются «критически важными высокопроизводительными строительными блоками», необходимыми для развёртывания передовой инфраструктуры ИИ. В тестировании продуктов приняли участие такие компании, как Micron и Teledyne LeCroy.

Источник изображений: Broadcom

Ретаймеры BCM85668 и BCM85667 поддерживают соответственно 8 и 16 линий PCIe 6. При производстве применяется 5-нм технология. Говорится об обратной совместимости с PCIe поколений 5/4/3/2/1, а также о совместимости с Compute Express Link (CXL 3.1). Возможна работа в режимах 64, 32, 16, 8, 5 и 2,5 GT/s (млрд пересылок в секунду). Изделие BCM85668 поддерживает бифуркацию x8, 2 x4 и 4 x2. В случае BCM85667 возможны конфигурации 1 x16, 4 x4 и 8 x2. Заявлена поддержка режимов с низким энергопотреблением и проприетарных режимов с малой задержкой (LL).

Чип-коммутатор PEX 90144, в свою очередь, имеет 144 линии. Изделие предназначено для координации потоков трафика. Полностью технические характеристики на данный момент не раскрываются. Год назад также упоминались чипы PEX 90104 и говорилось о разработке коммутаторов PCI Express 7.0 с поддержкой AMD AFL (Accelerated Fabric Link), коммутируемого варианта Infinity Fabric.

Silicon Motion, по сообщению ресурса Tom's Hardware, проектирует SSD-контроллер следующего поколения — изделие SM8466. Это будет первое решение компании для высокопроизводительных накопителей с интерфейсом PCIe 6.0.

Подробностей о новинке на сегодняшний день не слишком много. Известно, что SM8466 войдёт в семейство контроллеров MonTitan, на основе которых создаются устройства для дата-центров и систем корпоративного класса. Ожидается, что изделие получит поддержку PCIe 6.0 x4 и обеспечит пропускную способность до 30,25 Гбайт/с в обоих направлениях.

Пока не ясно, какой техпроцесс Silicon Motion намерена использовать при изготовлении SM8466. Известно, что контроллер SM2508 с поддержкой PCIe 5.0 x4, который предназначен для клиентских накопителей, производится с применением TSMC N6 (класс 6 нм). Таким образом, высказываются предположения, что решение нового поколения будет базироваться на более «тонкой» технологии.

Источник изображения: Silicon Motion

Как отмечает Tom's Hardware, контроллер SM8466 получит функции обеспечения безопасности корпоративного класса. Упомянута улучшенная совместимость с флеш-памятью NAND разного типа, включая 3D TLC и 3D QLC. На какой стадии находится разработка SM8466, не уточняется. Но генеральный директор Silicon Motion Уоллес Коу (Wallace C. Kou) подтвердил факт существования проекта.

Сетевые источники добавляют, что Silicon Motion несколько отстала от своего главного конкурента в лице Phison с контроллерами, поддерживающими интерфейс PCIe 5.0. В частности, Phison опередила всю отрасль, выпустив решение PS5026-E26 с поддержкой PCIe 5.0 x4: это контроллер может применяться и в потребительских, и в корпоративных SSD. Впоследствии Silicon Motion представила более производительное конкурирующее изделие MonTitan SM8366 для накопителей, рассчитанных на ЦОД.

Организация PCI Special Interest Group (PCI-SIG) обнародовала спецификации электрических кабелей и разъёмов CopprLink для внешних и внутренних подключений PCIe 5.0/6.0. Новые соединения на основе меди позволят заменить существующие кабели OCuLink в тех случаях, когда требуется более высокая пропускная способность.

Стандарт CopprLink был анонсирован в конце 2023 года. Кабели данного типа обеспечат высокоскоростные подключения в пределах отдельных систем, а также между различными узлами в составе стойки. Кроме того, как отмечалось ранее, разрабатываются варианты для межстоечного соединения.

Спецификация CopprLink для внутренних подключений:

• Поддержка PCIe 5.0 и 6.0 со скоростью до 32,0 и 64,0 ГТ/с соответственно;
• Коннектор типа SNIA SFF-TA-1016;
• Максимальная длина соединения в пределах одной системы — 1 м;
• Варианты применения — соединение материнской платы с картой расширения, соединение материнской платы с объединительной платой, соединение чипов друг с другом и соединение платы расширения с объединительной платой;
• Целевые сферы использования — системы хранения и вычислительные узлы дата-центров.

Источник изображений: PCI-SIG

Спецификация CopprLink для внешних подключений:

• Поддержка PCIe 5.0 и 6.0 со скоростью до 32,0 и 64,0 ГТ/с соответственно;
• Коннектор типа SNIA SFF-TA-1032;
• Максимальная длина соединения между стойками — 2 м;
• Варианты применения: подключения типа CPU ↔ хранилище, CPU ↔ память, CPU ↔ ускоритель и ускорители в дезагрегированных серверных узлах;
• Целевые сферы использования — системы хранения и узлы дата-центров для задач ИИ.

Отмечается, что в дальнейшем кабели CopprLink будут развиваться с учётом возможностей интерфейса PCIe следующих поколений. Технология CopprLink, как ожидается, будет востребована в сферах, где необходимы небольшие задержки, включая дата-центры, производительные СХД, сети и пр. В будущем ожидается появление оптических кабелей PCIe.

Одним из столпов, на которых зиждется господство NVIDIA в мире ускорителей, является NVLink — высокоскоростной интерконнект, позволяющий чипам общаться напрямую не только в составе одного узла, но и за его пределами. AMD пытается ответить на это продвижением XGMI/Infinity Fabric, и в предварительном обзоре Instinct MI300 были затронуты вопросы топологии серверов в исполнении «красных».

Ещё тогда, в момент анонса MI300, компания Broadcom объявила о поддержке данного интерконнекта в будущих поколениях своих PCIe-коммутаторов, а сейчас ресурс ServeTheHome поделился новыми подробностями. XGMI действительно станет коммутируемым, что упростит масштабирование систем на базе ускорителей AMD Instinct. Интерконнект получил официально название AFL (Accelerated Fabric Link).

В основе AFL по-прежнему будет лежать PCI Express, в данном случае речь идёт уже о PCI Express 7.0. Поддержка данной технологии дебютирует в PCIe-коммутаторах Broadcom Atlas 4. В дополнение к ним будут выпущены и новые ретаймеры Vantage 7, которые также получат поддержку CXL 4.0.

Источник здесь и далее: Broadcom via ServeTheHome

Но перед этим Broadcom начнёт поставки образцов чипов-коммутаторов Atlas 3 со 144 линиями PCIe 6.0 во II половине 2024 года, а серверы с такими коммутаторами появятся в 2025 году. Поддержка CXL здесь будет расширена до версии 3.1.

Что касается ретаймеров, то здесь Broadcom уже нанесла ответный удар Astera Labs, анонсировав чипы серий Vantage 5 и Vantage 6 для экосистем PCI Express 5.0 и PCI Express 6.0 соответственно. Они будут выпускаться в вариантах с 8 и 16 линиями с опцией бифуркации и поддержкой CXL 2.0 и 3.1.

Broadcom заявляет о более низком энергопотреблении, достигнутом за счёт применения 5-нм техпроцесса, лучших в индустрии блоках SerDes и расширенных средствах диагностики, интегрированных в новые ретаймеры.

Экономичность здесь играет важную роль: хотя даже 7-нм ретаймер потребляет немного, таких микросхем в составе каждого GPU-сервера несколько, что при дальнейшем масштабировании выливается весьма серьёзные цифры. К тому же меньшая нагрузка ляжет и на систему охлаждения, ведь если CPU и ускорители могут обслуживаться СЖО, то остальные компоненты в таких серверах по-прежнему охлаждаются обычными вентиляторами.

Что касается SerDes-блоков, то они позволят на 40 % удлинить соединения при сохранении стабильной работы. Ну а наличие продвинутого диагностического программного обеспечения с расширенными возможностями упростит разработку, отладку и ремонт систем нового поколения.

Ретаймеры Vantage 5 будут использоваться в комплекте с коммутаторами Atlas 2 в решениях Broadcom уже сегодня, они обеспечат поддержку CXL 2.0, ну а системы с Vantage 6 и поддержкой CXL 3.1, как уже упоминалось, должны увидеть свет в следующем году.

Astera Labs есть о чём беспокоиться: если на данный момент её ретаймерам почти нет альтернативы, то уже в ближайшем будущем ситуация может коренным образом измениться, поскольку Broadcom явно осознала всю важность этого компонента в экосистеме PCI Express и оценила солидный объём потенциальной клиентской базы.

Мало-помалу стандарт Compute Express Link пробивает себе путь на рынок: хотя процессоров с поддержкой ещё нет, многие из элементов инфраструктуры для нового интерконнекта и базирующихся на нём концепций уже готово — в частности, регулярно демонстрируются новые контроллеры и модули памяти. Но развивается и сам стандарт. В версии 1.1, спецификации на которую были опубликованы ещё в 2019 году, были только заложены основы.

Но уже в версии 2.0 CXL получил массу нововведений, позволяющих говорить не просто о новой шине, но о целой концепции и смене подхода к архитектуре серверов. А сейчас консорциум, ответственный за разработку стандарта, опубликовал свежие спецификации версии 3.0, ещё более расширяющие возможности CXL.

Источник: CXL Consortium

И не только расширяющие: в версии 3.0 новый стандарт получил поддержку скорости 64 ГТ/с, при этом без повышения задержки. Что неудивительно, поскольку в основе лежит стандарт PCIe 6.0. Но основные усилия разработчиков были сконцентрированы на дальнейшем развитии идей дезагрегации ресурсов и создания компонуемой инфраструктуры.

Сама фабрика CXL 3.0 теперь допускает создание и подключение «многоголовых» (multi-headed) устройств, расширены возможности по управлению фабрикой, улучшена поддержка пулов памяти, введены продвинутые режимы когерентности, а также появилась поддержка многоуровневой коммутации. При этом CXL 3.0 сохранил обратную совместимость со всеми предыдущими версиями — 2.0, 1.1 и даже 1.0. В этом случае часть имеющихся функций попросту не будет активирована.

Одно из ключевых новшеств — многоуровневая коммутация. Теперь топология фабрики CXL 3.0 может быть практически любой, от линейной до каскадной с группами коммутаторов, подключенных к коммутаторам более высокого уровня. При этом каждый корневой порт процессора поддерживает одновременное подключение через коммутатор устройств различных типов в любой комбинации.

Ещё одним интересным нововведением стала поддержка прямого доступа к памяти типа peer-to-peer (P2P). Проще говоря, несколько ускорителей, расположенных, к примеру, в соседних стойках, смогут напрямую общаться друг с другом, не затрагивая хост-процессоры. Во всех случаях обеспечивается защита доступа и безопасность коммуникаций. Кроме того, есть возможность разделить память каждого устройства на 16 независимых сегментов.

При этом поддерживается иерархическая организация групп, внутри которых обеспечивается когерентность содержимого памяти и кешей (предусмотрена инвалидация). Теперь помимо эксклюзивного доступа к памяти из пула доступен и общий доступ сразу нескольких хостов к одному блоку памяти, причём с аппаратной поддержкой когерентности. Организация пулов теперь не отдаётся на откуп стороннему ПО, а осуществляется посредством стандартизированного менеджера фабрики.

Сочетание новых возможностей выводит идею разделения памяти и вычислительных ресурсов на новый уровень: теперь возможно построение систем, где единый пул подключенной к фабрике CXL 3.0 памяти (Global Fabric Attached Memory, GFAM) действительно существует отдельно от вычислительных модулей. При этом возможность адресовать до 4096 точек подключения скорее упрётся в физические лимиты фабрики.

Пул может содержать разные типы памяти — DRAM, NAND, SCM — и подключаться к вычислительным мощностями как напрямую, так и через коммутаторы CXL. Предусмотрен механизм сообщения самими устройствами об их типе, возможностях и прочих характеристиках. Подобная архитектура обещает стать востребованной в мире машинного обучения, в котором наборы данных для нейросетей нового поколения достигают уже поистине гигантских размеров.

В настоящее время группа CXL уже включает 206 участников, в число которых входят компании Intel, Arm, AMD, IBM, NVIDIA, Huawei, крупные облачные провайдеры, включая Microsoft, Alibaba Group, Google и Meta✴, а также ряд крупных производителей серверного оборудования, в том числе, HPE и Dell EMC.