多年以来，四层单元（QLC）NVMeTM 数据中心 SSD 一直存在一个普遍问题——其规格过低，导致难以广泛应用。尽管用户需要价格更低的 SSD，但 QLC 技术的性能、耐久性和能效并不能真正满足用户的需求。简言之，QLC 技术不能为用户带来更大价值。美光近日推出的数据中心 SSD 一举解决了这一问题。
美光近日宣布率先在全球推出 200+ 层 SSD1——美光 6500 ION。该产品充分利用美光在 NAND 层数上的长期领导地位，将 QLC 技术的高价值与三层单元（TLC）技术的高性能相融合，没有了竞品 QLC SSD 存在的诸多不足。这是美光的又一项创新，距在全球率先推出 176 层数据中心 SSD 和 176 层 QLC SSD 仅一年时间，距在全球率先推出 QLC SSD 和数据中心 QLC SSD 仅 5 年时间。作为全球早期 QLC SSD 的产品经理，我亲历了美光 6500 ION SSD 的诞生过程，对其背后的各种有趣故事记忆犹新。6500 ION 的起源可追溯到 2018 年 5 月 21 日，当时我们推出了第一款采用 QLC 技术的 ION SSD——美光 5210。
美光刚推出 QLC 时，全世界都为这项巨大技术进步感到振奋，因为这有望带来容量更高、成本更低的 SSD。然而，客户仍然对采用 QLC 数据中心 SSD 的隐性成本有所担心。这种担心不无道理，虽然 QLC 能够帮他们节省前期购置硬盘的费用，但也会因其单元控制的复杂性而消耗更多的电力，导致一些客户最终支付更高的运营成本。因此，与当今市场上基于 QLC 的竞品 SSD 相比，美光基于 TLC 的产品在耐用度上有 5-10 倍的提升，随机写入性能提升 10-20 倍，在除顺序读取之外的所有性能规格方面至少有 20% 提升。随着 QLC 技术不断成熟，加之未来的 SSD 和存储系统均旨在实现 QLC 技术独具优势的更高容量，QLC 目前在数据中心中暴露出的缺点将逐渐淡化。然而，当今绝大多数数据中心并非专门为了规避 QLC SSD 的缺点而设计，因此客户必须明确几个关键问题：“我为此付出了什么？我因此得到了哪些回报？ 我得到的收益足以满足我的需要吗？” 如果答案是肯定的，那么该款产品就值得购买。
在我们首款 QLC 产品的四年生命周期中，我们发现许多客户愿意做出妥协，特别是当他们采用 QLC 来替换传统的 10K RPM 硬盘驱动器（HDD）时。我们于 2020 年 4 月发布的新闻稿也证明了这一点，该文章指出，全球大多数 OEM 厂商都出于此目的对我们的 QLC 产品进行了质量认证。虽然我们看到 QLC 得到了广泛采用，但我们仍然希望在更大程度上帮助客户节约成本——是否能找到一种方法，既能节约数据中心的前期 QLC 采购成本，又能降低 QLC 每年导致的电力和冷却成本？
正是“怎样同时实现这两个目标？” 这一疑问，让我们开始了美光 6500 ION SSD 的开发。6500 ION 能够提供媲美 QLC 的低成本和大容量，满足了客户的重要需求。它的功耗降低了 20%，同时拥有更高的性能和耐用度，消除了客户对 QLC 使用寿命的担忧。凭借每天顺序写入 30TB 数据（每日整盘顺序写入 1 次 [1 SDWPD]）和每天随机写入 9TB 数据（每日整盘随机写入 0.3 次 [0.3 RDWPD]）的能力，6500 ION 实现了远超传统 QLC 的耐用度。6500 ION 的随机写入耐久性（0.3 RDWPD）比 7.68TB 标准 SSD 的顺序写入耐用度（1 DWPD）还要高。2
这是一个巨大的范式转变——也正是我们预计达成的目标。自推出全球首款 QLC SSD 以来，我们的使命一直是引领技术发展，实现全球数据中心 SSD 的更大价值——无论其内部的 NAND 是 TLC 还是 QLC。我们不拘泥于采用某种特定技术，只聚焦于解决“客户痛点”问题，比如降低总存储成本等。通过更快地提高 NAND 的层数，我们最终为客户带来了比竞品 QLC SSD 可持续性更高的成本结构——让他们无须再做出妥协。作为一款划时代的产品，美光 6500 ION 的成功指日可待——全球众多超大型数据中心客户都对其表现出了极大兴趣。
与竞品 30.72TB QLC SSD 相比，美光 6500 ION SSD 可为用户带来如下优势：
- 平均读取延迟降低 34%3
- 顺序写入性能提高 58%4
- 4KB 随机读取 IOPS 提升高达 62%5
- 4KB 随机写入 IOPS 性能提升超过 30 倍6
- 4KB 随机写入耐用度提升超过 10 倍，使用寿命更长，灵活性更高7
- 面向未来的功能集：OCP 2.0、NVMe 2.0、NVMe-MI 1.2b、SRIS 等
- 行业领先的安全功能集（FIPS、SPDM 1.2、SHA-512 等）
- 以更小的有功功率（降低 20%，从 25W 降至 20W）获得上述所有优势
- 保障客户的供应链：多个制造工厂，符合贸易协议法（TAA）的 SKU
- 轻松实现网络饱和度目标：8
- 50GbE 网络：2 块驱动器
- 100GbE 网络：3 块驱动器
- 200GbE 网络：7 块驱动器
- 400GbE 网络：13 块驱动器
美光 6500 ION 的目标：提供 TLC 的所有优势，消除与 QLC NVMe 数据中心 SSD 相关的全部不足。
当您部署对象存储、通用云存储、全闪存阵列、软件定义存储（SDS）容量层、NoSQL 数据库、内容交付网络和人工智能/机器学习（AI/ML）数据湖等需要在未来不断扩容的工作负载时，推荐采用美光 6500 ION。
此外，请参阅下面的推荐资源，了解有关 6500 ION SSD 及其配套驱动器（全新美光 XTR NVMe SSD）的更多信息。美光 XTR 拥有极高的耐久性，适用于需要更高耐用度的工作负载或全闪存配置。
推荐阅读资源：
1. 基于截至本文档发布之日公开市场上可用的类似用途 NVMe SSD。
2. 对于拥有 7.68TB 用户容量的 SSD，1 DWPD 意味着每天可写入 7680GB；对于拥有 30.72TB 用户容量的 SSD，0.3 DWPD 意味着每天可写入 9216GB。
3. 队列深度（QD）为 1 时，4KB 100% 随机读取的平均读取延迟。
4. QD 为 32 和 64 时，测得 58% 的性能提升。与竞品相比，当 QD 在从 1 到 256 的范围内取不同的值时，测得的性能提升值介于 -7% 到 58% 的范围内。
5. QD 为 32 时，测得 62% 的性能提升。其他测试中，QD 在 1 到 256 的范围内取值，结果显示比竞品性能提高 18% 到 62%。
6. QD 为 128 时，4KB 随机写入 IOPS 提升超过 30 倍；QD 为 1 时，4KB 随机写入 IOPS 提升超过 10 倍。
7. 根据 Solidigm 的文档，其耐用度采用 64KB 100% 随机写入工作负载进行评估，结果为 0.41 DWPD。据估计，Solidigm D5-P5316 在 64KB 下的额定耐久性为 4KB 下额定耐用度的 1/16，因此 4KB 下的 DWPD 为 0.0256（0.41/16）。美光 6500 ION 采用 4KB 随机写入工作负载对耐用度进行评估，结果为 0.3 DWPD。
8. 顺序读取、顺序写入和随机读取的饱和度指标：最常见的客户饱和度目标。此处的值并非基于随机写入性能饱和度。此处假设饱和网络效率为 100%，实际部署中的饱和网络效率通常设为 80% 左右。实际需要的驱动器数量可能更少，此处的值仅用于概念比较。
