大約 15 年前，與消費者使用的商用固態硬盤相比，企業級固態硬盤 (SSD) 開始被視為獨立的驅動器類別。如今，驅動器在全球數據中心和其他企業應用程序中變得越來越普遍。在本文中，我們探討了未來幾年將變得更加普遍的趨勢和行業進步。

安全性將繼續成為企業數據中心和基礎設施（包括 SSD）的主要關注點。

網絡攻擊逐年增加，2023 年也不例外。數據安全仍將是企業及其數據中心的首要任務。畢馬威 (KPMG) 的 2022 年欺詐展望報告發現，84% 的受訪者表示他們的網絡風險將在明年增加。

操作系統中的分層安全性通常可以很好地保護 SSD。但是，如果攻擊者能夠突破縱深防御對策，他們就有可能獲取存儲在驅動器上的數據。為了加強對其 SSD 的保護，最注重安全的企業客戶將越來越多地尋找提供各種安全功能的驅動器，從自加密到安全擦除和清理功能。

另一個正在興起的安全功能是加密設備身份和證明。將此視為加密保護的健康檢查。它允許 SSD 對驅動器上的固件、硬件甚至重要數據執行完整性驗證。如果有任何變化，它會被自動檢測并報告。

有些驅動器甚至有自己的內置防御對策，可以在檢測到它們已被移動或斷開連接以及識別出可疑訪問模式時自動關閉。這些自我防御的 SSD 有一個專用于運行其檢測和防御程序的安全 CPU。除了關閉之外，SSD 的防御措施還包括提醒支持應用程序、使用加密密鑰鎖定驅動器以及完全擦除驅動器。

2023 年 SSD 預測

SSD 技術將不斷進步，以支持人工智能和物聯網的高性能需求

人工智能 (AI) 和物聯網 (IoT) 等先進技術的日益普及將推動對數據存儲（以及 SSD）的需求增加，這些數據存儲可以提供高性能和低延遲，支持和實現復雜、高-容量工作負載。企業將需要更快、更智能、密度更高的 SSD 來實現高性能

各種計算。32 TB 和 64 TB 固態硬盤現已上市。預計在不久的將來會出現 128 TB 的 PB 級 SSD。

SSD 制造商正在探索潛在的技術突破以滿足這些性能需求。一些將越來越多地支持 SSD 并提高其可靠性和性能的新技術包括：

• Compute Express Link (CXL)：這項技術搭載在快速 PCIe 互連上，并在主機服務器和其他設備之間提供緩存一致性，因此整個系統的內存被視為一個可訪問的池。它使系統能夠通過 CPU 現有的內存層次結構訪問 SSD 數據，這可以減少多達 20 微秒的延遲，從而繞過文件系統及其相關層。
• NVMe over Fabric (NVME-oF)：該協議可以促進主機服務器與 SSD 或其他設備之間的數據傳輸，隨著數據量變得越來越大并且彼此之間的物理距離不在 100 英尺以內，這會越來越有用. NVMe-oF 使企業能夠以低延遲獲得高性能存儲，類似于直接附加存儲。
• 分區命名空間 (ZNS)： NVMe 中的一個相當新的命令集，ZNS 管理 SSD 上的區域，因此數據按順序寫入其中。這消除了驅動器稍后清理舊數據的需要，并且可以顯著減少延遲，提高吞吐量并延長 SSD 壽命。

其他越來越受歡迎的技術進步包括：

1. AI 驅動的 NAND 功能管理，可優化 NAND 參數以獲得最佳讀取電壓。
2. SSD 控制器和 NAND 之間的通道更寬，以提高隨機讀取的 IOPS。
3. SSD 和存儲系統之間的 I/O 路徑連接增強了整體系統性能。
4. 鍵值存儲，用原生數據庫接口取代傳統的塊接口。這使數據庫可以輕松分區，并在其他數據庫無法比擬的水平上實現水平可伸縮性。

SSD 和數據存儲通常將開始充分利用 Gen5 性能

Gen5 產品已開始進入市場，但迄今為止該技術尚未發揮其最大潛力。在未來一年，隨著 AMD Genoa 和 Intel Sapphire Rapids 等產品進入量產，專家估計我們將看到企業級 SSD 得到進一步升級，以支持高達每秒 32 GB 的 PCIe Gen5 傳輸速率。隨著企業部署需要高速計算能力的人工智能、機器學習、大數據和物聯網應用，這些高傳輸率最終將成為標準。

SSD 容量也需要增加以支持那些要求苛刻的應用程序。行業分析師預計，由于NAND閃存供過于求（因此價格下跌），更多企業將選擇4TB或更大容量的SSD。事實上，由于 NAND 存儲的內在可靠性和快速的 RAID 重建時間，數據中心越來越適應超高密度驅動器。

更高性能的技術將進一步為 EDSFF SSD 尺寸鋪平道路

隨著 Gen5 變得司空見慣，它將對 SSD 外形規格產生影響。專家估計，PCIe Gen5 性能的提高將導致 EDSFF SSD 的增加，這可能會取代多達一半的企業存儲和服務器中使用的現在標準的 2.5 英寸 SSD。

EDSFF 是一系列外形規格，專為滿足數據中心存儲的需求而設計。與其他外形規格相比，這些 SSD 提供增強的性能、可管理性、可擴展性、散熱和電源管理以及容量。

在許多情況下，容量是改變外形尺寸的關鍵。隨著 Gen5、AI、ML 和高性能計算——所有這些都會生成和/或運行大量數據——變得越來越普遍，對大容量驅動器的需求也將相應增加。

例如，考慮一下 E1.L 外形規格，或者因其長度而經常被稱為“標尺”（毫不奇怪，L 代表長）。現在支持超大規模和高容量用例變得越來越流行。業內大公司對 E1.L 感興趣的原因有以下三個：

• 企業已經適應了大驅動器密度，SSD 已經接管了以前由硬盤驅動器 (HDD) 占據的大部分驅動器插槽。雖然 HDD 供應商一直在推動 16 TB 到 20 TB 的大容量 HDD，但它確實是他們唯一可以使用的卡——而且他們仍然無法擊敗 SSD 的高性能和低延遲。
• 一個 CPU 只有這么多 PCIe 通道，因此擁有許多 2 TB 或 4 TB 小型驅動器的想法正在變得過時。相反，機箱將專用于存儲的 50 到 80 個 PCIe 通道，這些驅動器需要很大才能支持當今復雜的工作負載。
• SSD 比 HDD 可靠得多，而且它們具有非常快的讀/寫帶寬。數據中心不再擔心重建時間過長或 SSD 在集群中死亡。

下圖按比例顯示了新 EDSFF 外形尺寸與傳統 3.5” 和 2.5” 之間的差異。（目前，市場上沒有興趣將 3.5 英寸外形規格用于 HDD 以外的任何設備）。

來源：群聯

U.2 外形規格正在被 E3.S 取代，因為 U.2 連接器在 Gen5 中存在問題，不適用于 Gen6。EDSFF 連接器專為 Gen5 及更高版本而設計。

目前市場分為不同的 EDSFF 外形，這是一件好事，因為 EDSFF 的首要目的是為不同的用戶提供不同的選擇。三種最常用的 EDSFF 是：

1. E1.S：改進的 M.2，此外形規格主要由專注于降低每個 SSD 密度的二級存儲設備使用。
2. E1.L：可以支持最高密度，同時仍允許簡單的前端訪問。
3. E3.S：設計為 U.2 的替代品，此外形規格主要由需要大密度客戶的一級 OEM 使用。盡管該板比 U.2 稍大，但它可能會提供相同的密度。

隨著企業尋求降低能源使用的方法，可持續發展計劃將變得更加普遍

如今，數據中心的排放量占全球溫室氣體排放總量的 2%。在世界各地，企業開始越來越關注可持續發展計劃，以幫助他們減少碳足跡和節約能源。Gartner 的一份報告發現，自 2017 年以來，企業在可持續發展方面的支出平均增長了 5.8%。

提高可持續性要求企業提高流程效率，并實施更節能的硬件。Gartner 副總裁兼分析師 Frances Karamouzis 說：“數據中心功耗等目標領域很容易實現，因為它很容易衡量。”

企業將越來越多地尋找功耗低于其他產品的 SSD，例如 Phison X1 SSD，它仍然具有一流的性能，但功耗低于競爭對手的產品。這

SSD 使用的能量越少，它產生的熱量就越少——這反過來又減少了對冷卻的需求。這可以幫助企業顯著節省能源成本。

一些企業甚至會轉向高密度、全閃存的數據中心，以實現巨大的節能和減少碳排放。目前，成本是企業對采用全閃存系統猶豫不決的主要原因。然而，隨著 2023 年 1 太比特 (Tb) TLC NAND 芯片的到來，SSD 每 GB 成本預計將下降一半，而 2026 年后 2 Tb NAND 芯片將再次下降一半。

企業將越來越多地將數據移動到邊緣，需要能夠支持這種性能需求的 SSD

隨著人工智能、智能物聯網設備和傳感器、云應用程序和數據分析的使用變得越來越普遍，企業越來越多地轉向邊緣計算，以更快、更有效地利用更靠近數據收集或生成位置的數據。Gartner 的一份報告發現，幾年前，只有不到 10% 的企業生成數據是在傳統的集中式數據中心或云之外創建和處理的，但到 2025 年，這一數字可能達到 75%。

邊緣服務器和邊緣數據中心需要能夠以低延遲提供高性能和速度的 SSD。由于“邊緣”可能是沙漠中的遠程蜂窩塔、北極研究前哨站的室外地震儀，甚至是國際空間站上的傳感器，因此邊緣系統中使用的 SSD 需要堅固耐用——甚至堅固耐用- 以及超安全和能夠承受極端天氣或振動。

在邊緣使用的 SSD 不一定需要具有海量存儲容量；更重要的是在將結果和其他數據發送到中央系統之前處理和分析時間敏感信息的能力。因為這需要速度和敏捷性，一些企業比以往任何時候都對 NVMe-oF 技術和存儲級內存更感興趣。

本文作者：Louis Liao 是  群聯 Phison 的技術營銷產品經理。他負責群聯企業產品線的全球產品營銷和管理。憑借對存儲市場和先進技術的持續研究，他通過戰略愿景協助 Phison 建立具有競爭力的產品組合。