大约 15 年前，与消费者使用的商用固态硬盘相比，企业级固态硬盘 (SSD) 开始被视为独立的驱动器类别。如今，驱动器在全球数据中心和其他企业应用程序中变得越来越普遍。在本文中，我们探讨了未来几年将变得更加普遍的趋势和行业进步。
安全性将继续成为企业数据中心和基础设施（包括 SSD）的主要关注点。
网络攻击逐年增加，2023 年也不例外。数据安全仍将是企业及其数据中心的首要任务。毕马威 (KPMG) 的 2022 年欺诈展望报告发现，84% 的受访者表示他们的网络风险将在明年增加。
操作系统中的分层安全性通常可以很好地保护 SSD。但是，如果攻击者能够突破纵深防御对策，他们就有可能获取存储在驱动器上的数据。为了加强对其 SSD 的保护，最注重安全的企业客户将越来越多地寻找提供各种安全功能的驱动器，从自加密到安全擦除和清理功能。
另一个正在兴起的安全功能是加密设备身份和证明。将此视为加密保护的健康检查。它允许 SSD 对驱动器上的固件、硬件甚至重要数据执行完整性验证。如果有任何变化，它会被自动检测并报告。
有些驱动器甚至有自己的内置防御对策，可以在检测到它们已被移动或断开连接以及识别出可疑访问模式时自动关闭。这些自我防御的 SSD 有一个专用于运行其检测和防御程序的安全 CPU。除了关闭之外，SSD 的防御措施还包括提醒支持应用程序、使用加密密钥锁定驱动器以及完全擦除驱动器。
2023 年 SSD 预测
SSD 技术将不断进步，以支持人工智能和物联网的高性能需求
人工智能 (AI) 和物联网 (IoT) 等先进技术的日益普及将推动对数据存储（以及 SSD）的需求增加，这些数据存储可以提供高性能和低延迟，支持和实现复杂、高-容量工作负载。企业将需要更快、更智能、密度更高的 SSD 来实现高性能
各种计算。32 TB 和 64 TB 固态硬盘现已上市。预计在不久的将来会出现 128 TB 的 PB 级 SSD。
SSD 制造商正在探索潜在的技术突破以满足这些性能需求。一些将越来越多地支持 SSD 并提高其可靠性和性能的新技术包括：
- Compute Express Link (CXL)：这项技术搭载在快速 PCIe 互连上，并在主机服务器和其他设备之间提供缓存一致性，因此整个系统的内存被视为一个可访问的池。它使系统能够通过 CPU 现有的内存层次结构访问 SSD 数据，这可以减少多达 20 微秒的延迟，从而绕过文件系统及其相关层。
- NVMe over Fabric (NVME-oF)：该协议可以促进主机服务器与 SSD 或其他设备之间的数据传输，随着数据量变得越来越大并且彼此之间的物理距离不在 100 英尺以内，这会越来越有用. NVMe-oF 使企业能够以低延迟获得高性能存储，类似于直接附加存储。
- 分区命名空间 (ZNS)： NVMe 中的一个相当新的命令集，ZNS 管理 SSD 上的区域，因此数据按顺序写入其中。这消除了驱动器稍后清理旧数据的需要，并且可以显着减少延迟，提高吞吐量并延长 SSD 寿命。
其他越来越受欢迎的技术进步包括：
- AI 驱动的 NAND 功能管理，可优化 NAND 参数以获得最佳读取电压。
- SSD 控制器和 NAND 之间的通道更宽，以提高随机读取的 IOPS。
- SSD 和存储系统之间的 I/O 路径连接增强了整体系统性能。
- 键值存储，用原生数据库接口取代传统的块接口。这使数据库可以轻松分区，并在其他数据库无法比拟的水平上实现水平可伸缩性。
SSD 和数据存储通常将开始充分利用 Gen5 性能
Gen5 产品已开始进入市场，但迄今为止该技术尚未发挥其最大潜力。在未来一年，随着 AMD Genoa 和 Intel Sapphire Rapids 等产品进入量产，专家估计我们将看到企业级 SSD 得到进一步升级，以支持高达每秒 32 GB 的 PCIe Gen5 传输速率。随着企业部署需要高速计算能力的人工智能、机器学习、大数据和物联网应用，这些高传输率最终将成为标准。
SSD 容量也需要增加以支持那些要求苛刻的应用程序。行业分析师预计，由于NAND闪存供过于求（因此价格下跌），更多企业将选择4TB或更大容量的SSD。事实上，由于 NAND 存储的内在可靠性和快速的 RAID 重建时间，数据中心越来越适应超高密度驱动器。
更高性能的技术将进一步为 EDSFF SSD 尺寸铺平道路
随着 Gen5 变得司空见惯，它将对 SSD 外形规格产生影响。专家估计，PCIe Gen5 性能的提高将导致 EDSFF SSD 的增加，这可能会取代多达一半的企业存储和服务器中使用的现在标准的 2.5 英寸 SSD。
EDSFF 是一系列外形规格，专为满足数据中心存储的需求而设计。与其他外形规格相比，这些 SSD 提供增强的性能、可管理性、可扩展性、散热和电源管理以及容量。
在许多情况下，容量是改变外形尺寸的关键。随着 Gen5、AI、ML 和高性能计算——所有这些都会生成和/或运行大量数据——变得越来越普遍，对大容量驱动器的需求也将相应增加。
例如，考虑一下 E1.L 外形规格，或者因其长度而经常被称为“标尺”（毫不奇怪，L 代表长）。现在支持超大规模和高容量用例变得越来越流行。业内大公司对 E1.L 感兴趣的原因有以下三个：
- 企业已经适应了大驱动器密度，SSD 已经接管了以前由硬盘驱动器 (HDD) 占据的大部分驱动器插槽。虽然 HDD 供应商一直在推动 16 TB 到 20 TB 的大容量 HDD，但它确实是他们唯一可以使用的卡——而且他们仍然无法击败 SSD 的高性能和低延迟。
- 一个 CPU 只有这么多 PCIe 通道，因此拥有许多 2 TB 或 4 TB 小型驱动器的想法正在变得过时。相反，机箱将专用于存储的 50 到 80 个 PCIe 通道，这些驱动器需要很大才能支持当今复杂的工作负载。
- SSD 比 HDD 可靠得多，而且它们具有非常快的读/写带宽。数据中心不再担心重建时间过长或 SSD 在集群中死亡。
下图按比例显示了新 EDSFF 外形尺寸与传统 3.5” 和 2.5” 之间的差异。（目前，市场上没有兴趣将 3.5 英寸外形规格用于 HDD 以外的任何设备）。
来源：群联
U.2 外形规格正在被 E3.S 取代，因为 U.2 连接器在 Gen5 中存在问题，不适用于 Gen6。EDSFF 连接器专为 Gen5 及更高版本而设计。
目前市场分为不同的 EDSFF 外形，这是一件好事，因为 EDSFF 的首要目的是为不同的用户提供不同的选择。三种最常用的 EDSFF 是：
- E1.S：改进的 M.2，此外形规格主要由专注于降低每个 SSD 密度的二级存储设备使用。
- E1.L：可以支持最高密度，同时仍允许简单的前端访问。
- E3.S：设计为 U.2 的替代品，此外形规格主要由需要大密度客户的一级 OEM 使用。尽管该板比 U.2 稍大，但它可能会提供相同的密度。
随着企业寻求降低能源使用的方法，可持续发展计划将变得更加普遍
如今，数据中心的排放量占全球温室气体排放总量的 2%。在世界各地，企业开始越来越关注可持续发展计划，以帮助他们减少碳足迹和节约能源。Gartner 的一份报告发现，自 2017 年以来，企业在可持续发展方面的支出平均增长了 5.8%。
提高可持续性要求企业提高流程效率，并实施更节能的硬件。Gartner 副总裁兼分析师 Frances Karamouzis 说：“数据中心功耗等目标领域很容易实现，因为它很容易衡量。”
企业将越来越多地寻找功耗低于其他产品的 SSD，例如 Phison X1 SSD，它仍然具有一流的性能，但功耗低于竞争对手的产品。这
SSD 使用的能量越少，它产生的热量就越少——这反过来又减少了对冷却的需求。这可以帮助企业显着节省能源成本。
一些企业甚至会转向高密度、全闪存的数据中心，以实现巨大的节能和减少碳排放。目前，成本是企业对采用全闪存系统犹豫不决的主要原因。然而，随着 2023 年 1 太比特 (Tb) TLC NAND 芯片的到来，SSD 每 GB 成本预计将下降一半，而 2026 年后 2 Tb NAND 芯片将再次下降一半。
企业将越来越多地将数据移动到边缘，需要能够支持这种性能需求的 SSD
随着人工智能、智能物联网设备和传感器、云应用程序和数据分析的使用变得越来越普遍，企业越来越多地转向边缘计算，以更快、更有效地利用更靠近数据收集或生成位置的数据。Gartner 的一份报告发现，几年前，只有不到 10% 的企业生成数据是在传统的集中式数据中心或云之外创建和处理的，但到 2025 年，这一数字可能达到 75%。
边缘服务器和边缘数据中心需要能够以低延迟提供高性能和速度的 SSD。由于“边缘”可能是沙漠中的远程蜂窝塔、北极研究前哨站的室外地震仪，甚至是国际空间站上的传感器，因此边缘系统中使用的 SSD 需要坚固耐用——甚至坚固耐用- 以及超安全和能够承受极端天气或振动。
在边缘使用的 SSD 不一定需要具有海量存储容量；更重要的是在将结果和其他数据发送到中央系统之前处理和分析时间敏感信息的能力。因为这需要速度和敏捷性，一些企业比以往任何时候都对 NVMe-oF 技术和存储级内存更感兴趣。
本文作者：Louis Liao 是 群联 Phison 的技术营销产品经理。他负责群联企业产品线的全球产品营销和管理。凭借对存储市场和先进技术的持续研究，他通过战略愿景协助 Phison 建立具有竞争力的产品组合。