Éles versenyben az adatközponti sávszélességért a flashmemóriák piaca elérte a PCI Express 6.0 korszakát. A Kioxia egyszerre két fronton indított támadást: megkezdte a 9. generációs 1 Terabites TLC BiCS FLASH mintaszállítását, és lerántotta a leplet a 10. generációra épülő, PCIe 6.0 felületű CM10 vállalati SSD-sorozatról.
A japán memóriagyártó kettős stratégiája pontos választ ad a mesterséges intelligencia által támasztott, gyorsan növekvő infrastruktúra-igényekre. Míg a 9. generáció a gyártási költségek alacsonyan tartása mellett kínál csúcsteljesítményt a hordozható eszközökben, addig a 10. generáció a maximális adatsűrűségre és a vállalati szerverek kiszolgálására fókuszál.
Párhuzamos fejlesztési vonalak a gyártósorokon
A memóriamodulok piacán szokatlan lépésként a Kioxia két eltérő technológiai generációt mozgat párhuzamosan. A fejlesztési stratégia alapját a CMOS directly Bonded to Array (CBA) és az On-Pitch Select Gate Drain (OPS) eljárások adják. A CBA technológia lényege, hogy a memóriacellákat és a vezérlő CMOS áramköröket külön ostyákon gyártják le, majd a gyártási folyamat végén egyesítik őket. Az OPS eljárás pedig a memórialyukak közötti felesleges területek csökkentésével rövidíti a bitvonalakat és mérsékli a szóbefogó vonalak kapacitását.
A 9. generációs 1 Gb (1 Tb) TLC lapkák a korábbi, 8. generációs architektúrára épülnek, ám a továbbfejlesztett CMOS áramköröknek köszönhetően 230 réteg mellett is elérik a 4,8 Gb/s sebességű NAND interfészt. Ez 33 százalékos előrelépést jelent az elődmodellhez képest, és sebességben pontosan megegyezik a 10. generáció átviteli tempójával. A megközelítés nagy előnye, hogy a meglévő gyártósorok minimális átalakításával, alacsonyabb tőkebefektetéssel teszi lehetővé a nagy teljesítményű AI PC-k és felsőkategóriás okostelefonok kiszolgálását.
Ezzel párhuzamosan a 10. generációs BiCS FLASH már a vertikális skálázásra helyezi a hangsúlyt. A 332 rétegből álló szerkezet és a megnövelt síkbeli adatsűrűség révén a lapka 59 százalékkal magasabb bitsűrűséget ér el a 8. generációhoz viszonyítva. A fizikai méret csökkenése mellett az energiahatékonyság is érdemben javult: az írási műveletek során 18 százalékos, míg az olvasási fázisban 30 százalékos energiamegtakarítás érhető el azonos adatmennyiség feldolgozásakor.
A PCI Express 6.0 szabvány éles bevetése
A 10. generációs BiCS FLASH memóriák első kereskedelmi megnyilvánulása a Kioxia CM10 vállalati SSD-család. Ez a gyártó első olyan adattároló szériája, amely teljes mértékben támogatja a PCI Express 6.0 csatolófelületet és az NVMe 2.1 protokolt. A PCIe 6.0 szabvány a korábbi bináris NRZ jelátvitel helyett négyfokozatú PAM4 (Pulse Amplitude Modulation 2-bit) kódolást használ, ami alacsony késleltetésű hibajavítással (FEC) és 256 bájtos Flit csomagstruktúrával párosul.
Az előző generációs, PCIe 5.0 alapú CM9 sorozattal összevetve a CM10 akár 92 százalékkal magasabb szekvenciális olvasási és nagyjából 85 százalékkal jobb véletlenszerű olvasási teljesítményt nyújt. A meghajtók E3.S, E1.S és hagyományos 2,5 hüvelykes formátumban készülnek, 1,6 Terabájttól egészen 61,44 Terabájtig terjedő kapacitással.
A termékcsalád két eltérő terhelési profilra érhető el: az olvasásra optimalizált változatok 1 DWPD (Drive Writes Per Day) strapabíróságot és maximum 61,44 TB tárhelyet kínálnak, míg a vegyes használatra szánt kivitelek 3 DWPD állóképesség mellett legfeljebb 51,2 TB kapacitást biztosítanak a szavatossági idő alatt.
Közvetlen folyadékhűtés és NVIDIA CMX integráció
A sávszélesség megduplázódása jelentős hőtermeléssel jár, ami új hűtési megoldásokat követel meg az adatközpontokban. A CM10 sorozat tervezése során a mérnökök kiemelt figyelmet fordítottak a közvetlen folyadékhűtési (direct-cold-plate liquid cooling) rendszerek támogatására, így az SSD-k zökkenőmentesen integrálhatók a legmodernebb, nagy sűrűségű AI szerverblokkokba.
A hardveres specifikációk között kiemelkedik az NVIDIA CMX architektúra támogatása. A nagy nyelvi modellek és a többlépéses AI konversációk során generált Key-Value (KV) cache adattömegek tárolása kritikus szűk keresztmetszetté vált. A CM10 meghajtók képesek közvetlenül bővíteni a GPU-k kontextusmemóriáját az NVIDIA Rubin platformon, megszüntetve a rendszerarchitektúra adatátviteli torlaszait.
A biztonsági funkciók terén a meghajtók teljesítik az OCP Datacenter NVMe SSD Specification v2.7 és az NVMe Flexible Data Placement (FDP) előírásait. A védelmi architektúra része a hardveres adattitkosítás (SED), a poszt-kvantum kriptográfiai algoritmusok támogatása, valamint az SPDM 1.4 szerveroldali hitelesítési protokoll.
| Paraméter | Kioxia BiCS FLASH 9. generáció | Kioxia BiCS FLASH 10. generáció (CM10 SSD) |
|---|---|---|
| Vertikális rétegszám | 230 réteg | 332 réteg |
| NAND interfész sebessége | 4,8 Gb/s | 4,8 Gb/s |
| Célterület és alkalmazás | AI PC-k, okostelefonok, költséghatékony kliensoldal | Adatközpontok, AI inferencia, nagyvállalati szerverek |
| Támogatott csatolófelület | Kliens NVMe / UFS embedded | PCIe 6.0 NVMe 2.1 (E3.S, E1.S, 2.5″) |
| Maximális tárkapacitás | 1 Tb (128 GB) lapkánként | 61,44 TB meghajtónként (1 DWPD) |
A hazai adatközpontok és a piaci infrastruktúra válasza
A magyarországi szerverparkok és felhőszolgáltatók számára a PCIe 6.0 megjelenése nem azonnali váltást, hanem komoly stratégiai tervezést igényel. A hazai piacon az AI inferencia és a nagy adatbázisok üzemeltetése jelenleg döntően PCIe 4.0 és PCIe 5.0 alapon zajlik, így a hűtési és energiaellátási infrastruktúra felkészítése az új generációra fokozatosan történik meg.
A Kioxia technológiája iránti keresletet Magyarországon főként a szuperszámítástechnikai kutatóközpontok, a pénzügyi szektor és az automatizált ipari adatelemző rendszerek hajthatják fel, ahol a rendkívül alacsony válaszidő és a magas IOPS érték közvetlen gazdasági előnyt jelent.
Gyakorlati tesztek és tömegtermelés a horizonton
A most bejelentett 9. és 10. generációs BiCS FLASH termékek egyelőre a mintavételezési fázisnál tartanak, vagyis a Kioxia a kulcspartnereknek és a szervergyártóknak juttatja el a tesztpéldányokat. A chipek és meghajtók nyilvános élő demonstrációjára a Santa Clarás FMS (Flash Memory Summit) rendezvényen kerül sor.
A tömegtermelés és a kereskedelmi forgalmazás pontos időpontját, valamint a várható árazást a gyártó még nem hozta nyilvánosságra. Az iparági várakozások alapján a lakossági AI PC-kben megjelenő 9. generációs lapkák, valamint az adatközponti CM10 SSD-k érdemi piaci jelenlétére a tesztelési ciklusok lezárása után lehet számítani.
