自2022年底AI大模型發(fā)布以來(lái)，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化。這一變革不僅體現(xiàn)在底層的算力基礎(chǔ)設(shè)施上，算力芯片、存儲(chǔ)系統(tǒng)、HBM封裝以及新的計(jì)算架構(gòu)層出不窮，更在應(yīng)用層上，相較于AI1.0時(shí)代，AI大模型的應(yīng)用范圍得到了極大的擴(kuò)展，在各個(gè)領(lǐng)域的滲透正快速進(jìn)行，不僅局限于智慧城市和智慧安防等特定場(chǎng)景，更在B端的工業(yè)醫(yī)療、電商等多個(gè)領(lǐng)域落地生根，同時(shí)還滲透到日常生活的辦公、游戲以及流媒體等方面，讓AI真正地走入了人們的生活。rp3esmc

當(dāng)今時(shí)代，大模型預(yù)訓(xùn)練使用的參數(shù)量和數(shù)量已經(jīng)呈現(xiàn)爆炸性增長(zhǎng)。從最早的GPT2只有幾十億個(gè)參數(shù)，到GPT3的1751億參數(shù)，再到GPT4的萬(wàn)億規(guī)模參數(shù)量，大模型對(duì)算力的需求不斷攀升。同時(shí)，如何在數(shù)據(jù)和參數(shù)量爆炸的背景下，高效處理和存儲(chǔ)大規(guī)模數(shù)據(jù)，也成為當(dāng)今算力基礎(chǔ)設(shè)施面臨的兩大挑戰(zhàn)。rp3esmc

面對(duì)這些挑戰(zhàn)，存儲(chǔ)系統(tǒng)迎來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇。日前，英韌科技正式發(fā)布了首款國(guó)產(chǎn)消費(fèi)級(jí)PCIe 5.0主控方案YRS820，為國(guó)產(chǎn)存儲(chǔ)市場(chǎng)注入了一劑強(qiáng)心針。rp3esmc

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國(guó)產(chǎn)存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)的新機(jī)遇

AI大模型應(yīng)用趨勢(shì)下，算力、存儲(chǔ)和傳輸板塊成為最直接受益的領(lǐng)域，其中，GPU為代表的算力芯片市場(chǎng)、HBM以及企業(yè)級(jí)SSD市場(chǎng)則成為核心細(xì)分市場(chǎng)。rp3esmc

全球AI算力芯片市場(chǎng)規(guī)模近年來(lái)持續(xù)擴(kuò)大，維持在四五百億美金的規(guī)模，增速達(dá)到百分之二三十。這背后反映了AI技術(shù)廣泛應(yīng)用所帶來(lái)的巨大算力需求。同時(shí)，HBM市場(chǎng)規(guī)模也經(jīng)歷了從近10億美金到百億美金的快速增長(zhǎng)，市場(chǎng)供不應(yīng)求的狀態(tài)愈發(fā)明顯。例如美光今年的HBM產(chǎn)能已全部售罄，三星等廠商也紛紛制定大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，以應(yīng)對(duì)市場(chǎng)需求的激增。rp3esmc

在企業(yè)級(jí)市場(chǎng)，數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)量的爆發(fā)和存儲(chǔ)需求的提升推動(dòng)了固態(tài)硬盤(pán)市場(chǎng)的穩(wěn)定增長(zhǎng)。企業(yè)級(jí)SSD市場(chǎng)不僅受益于AI技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)也為AI大模型提供了更加穩(wěn)定、高效的存儲(chǔ)解決方案。rp3esmc

回望AI的發(fā)展歷史，我們可以清晰地看到算力芯片與大模型之間的緊密互動(dòng)。英偉達(dá)GPU的崛起，不僅改變了計(jì)算領(lǐng)域的格局，更成為AI大模型發(fā)展的重要推手。從最初的簡(jiǎn)單算法到如今的復(fù)雜模型，每一次技術(shù)的躍進(jìn)，都離不開(kāi)GPU提供的強(qiáng)大算力支持。rp3esmc

與此同時(shí)，AI模型的演變也對(duì)底層硬件提出了新的挑戰(zhàn)。隨著模型規(guī)模的擴(kuò)大和復(fù)雜度的提升，對(duì)計(jì)算性能、存儲(chǔ)容量和數(shù)據(jù)帶寬的需求也在不斷增加。這促使著硬件廠商不斷創(chuàng)新，推出更加高效、更加智能的芯片產(chǎn)品。rp3esmc

在這個(gè)過(guò)程中，GPU以其通用性強(qiáng)、性能卓越的特點(diǎn)，逐漸成為了AI算力芯片的主流架構(gòu)。相比之下，一些專(zhuān)用性架構(gòu)在模型迭代的過(guò)程中可能會(huì)遭遇瓶頸，因?yàn)樯蠈幽Ｐ偷母淖兛赡軐?dǎo)致之前定義的屬性不再適用。而GPU的通用性則使得它能夠適應(yīng)各種不同類(lèi)型的AI模型，從而在未來(lái)的發(fā)展中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。rp3esmc

目前，英偉達(dá)無(wú)疑是全球算力芯片領(lǐng)域的領(lǐng)軍者，其市場(chǎng)占有率近70%，這一成就的取得，離不開(kāi)英偉達(dá)在技術(shù)創(chuàng)新和生態(tài)建設(shè)上的持續(xù)投入。rp3esmc

一方面，英偉達(dá)不斷推動(dòng)GPU性能的提升，以滿足AI模型對(duì)算力的不斷增長(zhǎng)的需求。例如，最近發(fā)布的B200相較于前代產(chǎn)品H100在性能上有了五倍的提升，展現(xiàn)了英偉達(dá)在性能迭代上的強(qiáng)大能力。rp3esmc

另一方面，英偉達(dá)也注重?cái)U(kuò)大生態(tài)的建設(shè)。通過(guò)提供完整的工具套件和專(zhuān)用加速庫(kù)，英偉達(dá)為AI開(kāi)發(fā)者創(chuàng)造了一個(gè)便捷、高效的開(kāi)發(fā)環(huán)境。這使得越來(lái)越多的開(kāi)發(fā)者加入到英偉達(dá)的生態(tài)系統(tǒng)中來(lái)，進(jìn)一步推動(dòng)了AI技術(shù)的普及和發(fā)展。rp3esmc

然而，盡管英偉達(dá)在AI算力芯片領(lǐng)域取得了顯著的成就，但云岫資本高級(jí)投資經(jīng)理陸天寅認(rèn)為，國(guó)內(nèi)GPU行業(yè)仍然面臨著巨大的機(jī)遇。隨著美國(guó)商務(wù)部對(duì)高性能芯片的禁令和先進(jìn)制程的限制，國(guó)內(nèi)算力芯片的發(fā)展需要尋找新的路徑。在這個(gè)背景下，國(guó)內(nèi)GPU廠商需要抓住機(jī)遇，發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，推出能夠平替英偉達(dá)芯片的產(chǎn)品，從而滿足國(guó)內(nèi)AI開(kāi)發(fā)者的需求。rp3esmc

同時(shí)，高性能的存儲(chǔ)需求也隨著AI發(fā)展日益顯現(xiàn)，在此背景下，英韌科技于日前，發(fā)布了國(guó)產(chǎn)高端消費(fèi)級(jí)PCIe 5.0主控方案YRS820，也是其第九款量產(chǎn)的主控芯片。rp3esmc

新一代PCIe 5.0消費(fèi)級(jí)主控

隨著數(shù)字時(shí)代的快速發(fā)展，全球數(shù)據(jù)總量呈現(xiàn)出爆炸式增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。英韌科技的聯(lián)合創(chuàng)始人陳杰指出，根據(jù)最新預(yù)測(cè)，到2027年，全球新增數(shù)據(jù)總量將達(dá)到驚人的291ZB。面對(duì)如此龐大的數(shù)據(jù)洪流，傳統(tǒng)的存儲(chǔ)解決方案已難以滿足需求，新一代存儲(chǔ)控制器的研發(fā)與應(yīng)用顯得尤為迫切。rp3esmc

在當(dāng)前的技術(shù)背景下，超強(qiáng)算力的GPU和CPU的幾何倍數(shù)增長(zhǎng)對(duì)存儲(chǔ)帶寬提出了更高的要求。然而，當(dāng)前的存儲(chǔ)產(chǎn)品卻面臨著帶寬增長(zhǎng)緩慢的瓶頸。陳杰：“為了打破這一‘存儲(chǔ)墻’，我們迫切需要一種更高帶寬、更大容量、更高速且更低延遲的存儲(chǔ)產(chǎn)品。”rp3esmc

在這一背景下，PCIe接口技術(shù)的迭代與更新顯得尤為重要。自2017年起，PCIe接口每?jī)赡甓冀?jīng)歷著迅速的升級(jí)與變革。英韌科技從PCIe 3.0起步，逐步在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)領(lǐng)跑PCIe 4.0技術(shù)，再到全國(guó)首發(fā)PCIe 5.0企業(yè)級(jí)控制器，每一步都見(jiàn)證了其在存儲(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新與突破。陳杰：“今天，我們更是發(fā)布了PCIe 5.0高端消費(fèi)級(jí)控制器產(chǎn)品，預(yù)示著未來(lái)存儲(chǔ)技術(shù)的無(wú)限可能。”rp3esmc

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據(jù)介紹， YRS820支持4通道PCIe 5.0標(biāo)準(zhǔn)的接口，配備了8個(gè)NAND閃存通道，支持NVMe 2.0協(xié)議，接口傳輸率達(dá)2667MT/s，可搭配3D TLC/QLC NAND閃存，最高支持8TB容量。其提供了14GB/s的順序讀取速度，以及12GB/s的順序?qū)懭胨俣?，隨機(jī)讀取和隨機(jī)寫(xiě)入分別達(dá)到了2000K IOPs和1500K IOPs。rp3esmc

YRS820不僅在性能上刷新了整個(gè)行業(yè)的標(biāo)桿，同時(shí)也因?yàn)椴捎瞄_(kāi)源和開(kāi)放的RISC-V架構(gòu)，英韌在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了二次開(kāi)發(fā)。陳杰：“我們采用了多核并行處理的方式，并進(jìn)行定制化處理，通過(guò)緊耦合設(shè)計(jì)，確保接口的傳輸效率或轉(zhuǎn)化效率達(dá)到最高狀態(tài)。”rp3esmc

在安全方面，YRS820采用了獨(dú)立的安全CPU子系統(tǒng)進(jìn)行管理，確保數(shù)據(jù)安全和用戶信息的全方位隔離。密鑰的管理同樣實(shí)現(xiàn)了完全隔離，為用戶打造了一個(gè)真正意義上的安全島，實(shí)現(xiàn)了主機(jī)端和用戶端的雙向認(rèn)證功能。只有經(jīng)過(guò)授權(quán)的主機(jī)才能訪問(wèn)用戶的存儲(chǔ)設(shè)備，同時(shí)，主機(jī)也只能對(duì)被認(rèn)證的存儲(chǔ)設(shè)備（或SSD盤(pán)）做出響應(yīng)。這種雙向認(rèn)證機(jī)制有效防止了惡意攻擊對(duì)主機(jī)造成的潛在傷害，進(jìn)一步增強(qiáng)了系統(tǒng)的安全性。rp3esmc

在硬件加速器方面，陳杰表示：“我們?nèi)鎸?shí)現(xiàn)了NVMe最新的2.0標(biāo)準(zhǔn)，在對(duì)應(yīng)的NVMe引擎上，我們大量應(yīng)用了硬件加速器設(shè)計(jì)，如命令解析、命令分發(fā)全硬件實(shí)現(xiàn)，同時(shí)設(shè)計(jì)專(zhuān)用的DMA處理引擎，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的高效直接訪問(wèn)和處理。此外，我們還配備了符合國(guó)密和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的加密引擎模塊，實(shí)現(xiàn)了帶寬無(wú)損的加解密，為用戶的數(shù)據(jù)安全提供了有力保障。”rp3esmc

針對(duì)控制器與不同顆粒的適配問(wèn)題，YRS820采用了自定義的NAND Flash命令生成方式。這使得YRS820能夠支持市面上所有顆粒的所有命令序列，并預(yù)見(jiàn)和適配未來(lái)可能出現(xiàn)的不同NAND 序列和命令。這種設(shè)計(jì)確保了英韌的控制器能夠靈活適應(yīng)各種存儲(chǔ)顆粒，為用戶提供更加穩(wěn)定和可靠的存儲(chǔ)體驗(yàn)。rp3esmc

LDPC糾錯(cuò)編解碼引擎作為主控芯片中的一個(gè)重要模塊，直接決定了數(shù)據(jù)可靠性和完整性，以及SSD固態(tài)硬盤(pán)的使用壽命?；谔赜械膶?zhuān)利編解碼技術(shù)，英韌于2018年成功研發(fā)并全面啟用4K LDPC糾錯(cuò)技術(shù)，并廣泛應(yīng)用于自主研發(fā)的消費(fèi)級(jí)和企業(yè)級(jí)主控芯片中，并極大的降低了系統(tǒng)UBER，引領(lǐng)了糾錯(cuò)編解碼技術(shù)在行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展。隨著英韌對(duì)糾錯(cuò)編解碼技術(shù)的持續(xù)投入和自主研發(fā)，該核心技術(shù)已經(jīng)迭代到了第三代，達(dá)到了業(yè)界領(lǐng)先水平。rp3esmc

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那么，4K LDPC到底強(qiáng)在哪里呢？陳杰從用戶的角度總結(jié)出以下四大優(yōu)勢(shì)：rp3esmc

• 首先，LDPC技術(shù)的糾錯(cuò)算法是英韌自主研發(fā)的，已經(jīng)可以全面覆蓋市場(chǎng)上的所有QLC NAND。與市場(chǎng)上其他技術(shù)相比，英韌的糾錯(cuò)算法在相同條件下能夠更有效地糾正錯(cuò)誤，從而提高數(shù)據(jù)的完整性和可靠性。
• 其次，英韌的編碼器和解碼器也是自主研發(fā)的，并且能夠?qū)崿F(xiàn)自適應(yīng)性能帶寬和功耗的平衡。
• 第三點(diǎn)，英韌的ECC方案可以快速適配主流顆粒原廠的各種NAND，并可以實(shí)現(xiàn)在線升級(jí)與優(yōu)化。
• 最后，LDPC技術(shù)可以智能跟蹤NAND的情況，適時(shí)調(diào)整解碼方案。

據(jù)陳杰介紹，在實(shí)際應(yīng)用中，英韌的LDPC技術(shù)相比市場(chǎng)常見(jiàn)方案有著顯著的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)硬解碼和軟解碼兩種方式的應(yīng)用，在相同的條件下，英韌的技術(shù)能夠更高效地糾正錯(cuò)誤，提高數(shù)據(jù)的可靠性和完整性。rp3esmc

此外，在編解碼的實(shí)現(xiàn)方式上英韌也有獨(dú)特的技巧。陳杰：“通過(guò)優(yōu)化算法和硬件設(shè)計(jì)，我們實(shí)現(xiàn)了更低的功耗、更低的延遲以及更快的迭代速度。這不僅保證了速度的穩(wěn)定更新，還為用戶提供了更加流暢和高效的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與傳輸體驗(yàn)。”rp3esmc

針對(duì)顆粒的適配問(wèn)題，英韌也有一系列的解決方案。通過(guò)在線升級(jí)的方式，我們可以靈活地修改LDPC的編解碼矩陣，從而實(shí)時(shí)享受到最新的研發(fā)成果。同時(shí)，在解碼過(guò)程中，我們還綜合考慮了顆粒的當(dāng)前使用壽命和使用溫度條件，以確保功耗和性能的平衡。rp3esmc

除了以上優(yōu)勢(shì)外，英韌還致力于提供完整軟件、硬件、算法協(xié)同優(yōu)化的ECC整體解決方案。從LDPC算法到信號(hào)處理技術(shù)，再到ASIC的實(shí)現(xiàn)和固件的配合調(diào)優(yōu)，為用戶提供了一站式的服務(wù)。這不僅確保了用戶數(shù)據(jù)的完整性，還提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。rp3esmc

此外，在低功耗設(shè)計(jì)方面，英韌通過(guò)融入負(fù)載流量和溫度的監(jiān)控，以及引入功耗分析的管理器，形成了一個(gè)反饋系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)流量和溫度，從而達(dá)到功耗和性能的最佳平衡點(diǎn)。rp3esmc

最后，英韌的主控芯片還提供了豐富的外圍接口，支持各種通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備之間的有效通信和安全控制。陳杰：“同時(shí)，我們還積極探索AI在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與傳輸領(lǐng)域的應(yīng)用，通過(guò)AI引擎自動(dòng)識(shí)別和處理數(shù)據(jù)屬性，為用戶提供更好的使用體驗(yàn)。”rp3esmc

如何激發(fā)存儲(chǔ)市場(chǎng)商業(yè)潛能

產(chǎn)品發(fā)布之后，如何挖掘并激發(fā)新的潛力成為英韌面臨的關(guān)鍵問(wèn)題。rp3esmc

英韌科技銷(xiāo)售副總裁韓炳冬認(rèn)為，答案在于利用技術(shù)創(chuàng)新，幫助客戶尋找到更多的差異化價(jià)值。rp3esmc

回顧存儲(chǔ)市場(chǎng)現(xiàn)狀，自去年三季度末以來(lái)，整個(gè)上游市場(chǎng)呈現(xiàn)出強(qiáng)勢(shì)的漲價(jià)態(tài)勢(shì)，使得許多客戶面臨“面粉比面包貴”的窘境。同時(shí)，國(guó)內(nèi)模組客戶也承受著來(lái)自原廠和海外品牌的雙重價(jià)格壓力。高端制程閃存的供應(yīng)緊張和價(jià)格上漲，進(jìn)一步影響了傳統(tǒng)產(chǎn)品的供應(yīng)和出貨。盡管終端市場(chǎng)出現(xiàn)了一定程度的庫(kù)存出清，但整體需求并未出現(xiàn)預(yù)期的報(bào)復(fù)性反彈，部分渠道市場(chǎng)甚至出現(xiàn)了倒掛現(xiàn)象。rp3esmc

然而，在傳統(tǒng)市場(chǎng)之外，新的市場(chǎng)機(jī)遇正在悄然興起。AI相關(guān)市場(chǎng)如AI PC、AI服務(wù)器市場(chǎng)，特別是基于GPU或人工智能的智算服務(wù)器，其出貨量正在大幅增長(zhǎng)。這些新市場(chǎng)的崛起，為我們提供了思考和布局產(chǎn)品優(yōu)化的契機(jī)。rp3esmc

存儲(chǔ)行業(yè)具有周期性特點(diǎn)，雖然歷史不會(huì)完全重演，但韓炳冬認(rèn)為，可以從過(guò)去的NAND和SSD價(jià)格曲線中尋找到一些共性的規(guī)律。這些規(guī)律顯示，在價(jià)格下跌后往往會(huì)迎來(lái)反彈，而在這個(gè)過(guò)程中，行業(yè)也會(huì)發(fā)生一些重要的技術(shù)變革，如TLC替換MLC、Gen 3.0向4.0的切換等。這些變革不僅優(yōu)化了成本，還推動(dòng)了高價(jià)值市場(chǎng)的發(fā)展。因此，韓炳冬認(rèn)為可以借鑒歷史的經(jīng)驗(yàn)，思考如何在當(dāng)前的市場(chǎng)環(huán)境下進(jìn)行類(lèi)似的布局。rp3esmc

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韓炳冬表示，作為中國(guó)企業(yè)，還需要特別關(guān)注國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)環(huán)境和政策導(dǎo)向。近年來(lái)，國(guó)潮的興起和政策對(duì)消費(fèi)的鼓勵(lì)，都為我們提供了寶貴的發(fā)展機(jī)遇。一份關(guān)于中國(guó)品牌消費(fèi)的報(bào)告顯示，從70后到00后，主流購(gòu)買(mǎi)力對(duì)國(guó)有品牌的認(rèn)知和接受度正在快速提升。他們更加關(guān)注產(chǎn)品的性能本身，以及品牌的創(chuàng)新力。這為中國(guó)存儲(chǔ)企業(yè)指明了產(chǎn)品創(chuàng)新和品牌建設(shè)的方向。rp3esmc

此外，游戲市場(chǎng)的持續(xù)增長(zhǎng)和高端筆記本的出貨情況表明，高端需求一直存在且呈現(xiàn)出增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。因此，韓炳冬表示：“我們需要做的不僅僅是滿足客戶的需求，更要在產(chǎn)品上做出特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)差異化競(jìng)爭(zhēng)。” rp3esmc

韓炳冬表示，將積極與客戶共同拓展PCIe 5.0高端市場(chǎng)，提供全面的技術(shù)支持。同時(shí)，積極協(xié)調(diào)市場(chǎng)價(jià)格，確?？蛻裟軌蛟诠降母?jìng)爭(zhēng)格局中獲得利益。rp3esmc

此外，英韌也將更加關(guān)注產(chǎn)品的成本競(jìng)爭(zhēng)力，特別是在PCIe 3.0/4.0市場(chǎng)領(lǐng)域，努力幫助客戶找到資源的價(jià)值差異化，實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)突破。rp3esmc

至于PCIe 6.0以及7.0的標(biāo)準(zhǔn)，英韌科技也在關(guān)注，并做了很多前沿的預(yù)研，和行業(yè)頭部客戶就具體產(chǎn)品問(wèn)題保持密切溝通。rp3esmc