Индустрия хранения данных адаптируется к потребностям ИИ: от петабайтных дисков до памяти CXL

# Индустрия хранения данных адаптируется к потребностям ИИ: от петабайтных дисков до памяти CXL

В контексте 2026 года спрос на вычислительную инфраструктуру достиг пика. Эксперты прогнозируют, что глобальное потребление токенов ИИ-моделями к 2030 году может вырасти в 24 раза. Острая нехватка ресурсов заставляет производителей искать нестандартные пути решения задачи: как увеличить объем памяти и дисков, не доводя цены на один терабайт до критических значений.

На выставке Flash Memory Summit (FMS) 4–6 августа индустрия предложила два ключевых пути преодоления ограничений: наращивание емкости накопителей и внедрение протокола CXL (Compute Express Link) для оптимизации доступа к данным.

Гигабайты становятся петабайтами: рекорд емкостей NVMe

Одним из самых ярких анонсов стало появление модели SSD серии R6060 от компании DapuStor. Этот накопитель объемом 512 ТБ в форм-факторе E2 устанавливает новый мировой рекорд для данного размера корпуса. Для сравнения: предыдущий абсолютный рекорд принадлежал дискам Micron 6600 ION (245,76 ТБ). Таким образом, DapuStor удвоила емкость стандартного E2-диска.

Технический термин: QLC NAND > Накопители QLC (Quad-Level Cell) хранят до четырех бит данных в одном транзисторе. Это позволяет достигать огромных объемов на малом физическом пространстве, однако такие ячейки быстрее изнашиваются и имеют меньшую скорость записи по сравнению с предыдущими поколениями (SLC, MLC, TLC).

Характеристики новинки включают интерфейс PCIe 5.0 и использование NVMe 2.0 с технологией FDP (Flexible Data Placement). Последнее позволяет хосту напрямую контролировать размещение данных на кристалле, что снижает паразитное усиление записи, характерное для плотной упаковки QLC. Двухдисковых серверов такой конфигурации достаточно для создания хранилища объемом 1 петабайт.

Производитель также представил линейку R6 в форм-факторах E1.S (до 8 ТБ с жидкостным охлаждением) и E3.S (до 61,44 ТБ с поддержкой дублирования каналов), ориентированную на GPU-серверы, где пространство для воздушного охлаждения критически ограничено. Цена таких устройств пока не раскрыта, однако экономическая эффективность (TCO) оценивается как важный фактор в новой парадигме.

CXL: создание единого эластичного пула памяти

Второй главный тренд выставки связан с технологией CXL. Этот открытый интерфейс, построенный на базе физического уровня PCIe, решает проблему нехватки оперативной памяти (DRAM) и высокой задержки при доступе к традиционным SSD. CXL позволяет подключать различные типы памяти к CPU и ускорителям (GPU) когерентно, создавая иллюзию единого большого хранилища.

Подходы разных игроков

На выставке представили четыре различных взгляда на будущее CXL:

1. Marvell Structera™: Компания расширила линейку продуктов, включив в нее контроллеры расширения памяти (серия X), коммутаторы (серия S) и ускорители (серия A). Например, коммутатор Structera™ S30260 позволяет объединять память объемом до 48 ТБ, обеспечивая пропускную способность до 4 ТБ/с. Ускорители серии A берут на себя рутинные вычисления, освобождая основные ядра CPU. Марвелл заявляет о готовности решений для гиперскейлеров, хотя независимых подтверждений эффективности до выставки не было.

2. Montage Technology: Представила чип MXC 3.2, который выступает в роли простого контроллера памяти (Type 3). Его задача — транслировать запросы CXL в стандартные команды DDR в реальном времени, делая удаленную память неотличимой для системы от локальной DRAM5. Чип совместим с процессорами Intel Xeon и AMD EPYC.

3. Synopsys: Представила полный комплект IP-решений для CXL 4.0, включая контроллеры, средства безопасности и физический уровень. Ключевое отличие версии 4.0 — удвоение пропускной способности до 128 ГТ/с. Согласно расчетам производителя, вынос кэша извлечения данных (KV-кэша) в такую память может повысить производительность инференса в 3–6 раз.

4. Kioxia XL1: Компания показала модуль расширения памяти, использующий технологию XL-Flash (флеш-память класса storage-class memory). Идея заключается в том, чтобы использовать более медленную, но емкую память для хранения данных, к которым обращаются редко («холодные» данные), оставляя дорогую DRAM для активных вычислений. Это позволяет экономить на использовании HBM (High Bandwidth Memory) в системах с огромными контекстными окнами.

Итоги и перспективы

К 2026 году индустрия окончательно отказалась от идеи простого увеличения частоты процессоров в пользу масштабируемых архитектур хранения. Если DapuStor и другие производители SSD (Samsung, SK hynix, Micron) сосредоточились на увеличении объема данных в каждом диске, то Marvell, Synopsys и Kioxia решают вопрос скорости доступа к этим данным.

Технология CXL, которая ранее воспринималась как теоретическая конструкция, демонстрирует признаки быстрого внедрения. Наличие готовых контроллеров и лицензионных решений от Synopsys указывает на то, что инфраструктура формируется быстрее, чем прогнозировалось. Ключевой вопрос для рынка 2026–2027 годов — кто первым сможет собрать из отдельных компонентов CXL и емких SSD законченную, эффективную и доступную инфраструктуру для поддержки растущего спроса на ИИ.

Технический термин: Инференс (Inference) > Процесс использования обученной модели ИИ для генерации ответов или предсказаний на основе новых входных данных. Именно на этом этапе потребляется наибольшее количество ресурсов памяти и вычислительной мощности в современных дата-центрах.

Таким образом, борьба за лидерство в эпоху ИИ сместилась из области чистой вычислительной мощности в область эффективности хранения и организации доступа к данным.