جهش 33 برابری سرعت SSD؛ پروژه جاه‌طلبانه کی‌اکسیا و انویدیا

شرکت کی‌اکسیا (Kioxia) با همکاری انویدیا (Nvidia) در حال توسعه نسل جدیدی از SSDهاست که قرار است یکی از بزرگ‌ترین گلوگاه‌های پردازش هوش مصنوعی یعنی انتقال داده را برطرف کند.

به گزارش بیکینگ و به نقل از تک‌اسپات، هدف این پروژه، تولید SSDهایی با توان عملیاتی 100 میلیون IOPS تا سال 2027 است؛ رقمی که حدود 30 تا 35 برابر بالاتر از مدل‌های پیشرفته کنونی با سقف 3 میلیون IOPS محسوب می‌شود.

این نوآوری قرار است ساختار مراکز داده (دیتاسنترها) را متحول کند و نه‌تنها سرعت آموزش و اجرای مدل‌های بزرگ هوش مصنوعی را افزایش دهد، بلکه رقابت در حوزه ذخیره‌سازی ابری و سازمانی را نیز دگرگون سازد. در این طراحی، SSDها مستقیماً به پردازنده‌های گرافیکی انویدیا متصل خواهند شد، بدون آنکه داده‌ها مجبور باشند از طریق پردازنده مرکزی سرور عبور کنند. این اتصال «نظیر به نظیر» میان GPU و ذخیره‌ساز، سرعت جابه‌جایی داده‌ها را به‌ویژه در عملیات پراکنده و تصادفی مانند فراخوانی پارامترهای مدل یا واکشی تعبیه‌ها به‌شدت افزایش می‌دهد.

 

انویدیا حتی چشم‌انداز جسورانه‌تری مطرح کرده است: استفاده از پیکربندی دو SSD مبتنی بر استاندارد PCIe 7.0 که می‌تواند به 200 میلیون IOPS برسد. برای مقایسه، SSDهای پیشرفته امروزی روی بلاک‌های 4K حدود 3 میلیون IOPS ارائه می‌دهند، بنابراین دستیابی به این جهش نیازمند پیشرفت‌های اساسی در فناوری NAND و معماری رابط‌ها خواهد بود.

یکی از گزینه‌های کلیدی برای تحقق این هدف، فناوری اختصاصی XL-Flash کی‌اکسیا است؛ نوعی حافظه NAND تک‌سطحی (SLC) با دوام بالا، تأخیر کم و عملکرد قوی. این فناوری می‌تواند تا 16 پلن در هر دای NAND پشتیبانی کند، در حالی که حافظه‌های 3D NAND مصرفی تنها 3 تا 6 پلن دارند. آزمایش‌های اولیه روی یک SSD 400 گیگابایتی مبتنی بر XL-Flash و رابط PCIe 5.0 حدود 3/5 میلیون IOPS نشان داده‌اند. با مقیاس‌گذاری کامل، رسیدن به 100 میلیون IOPS به صدها دای نیاز دارد، اما محدودیت‌هایی مانند پهنای‌باند کنترلر، سربار فریم‌ور و معماری سیستم مانع می‌شوند؛ از این رو طراحی‌های چندکنترلری یا SSDهای ماژولار ممکن است ضروری باشند.

کی‌اکسیا علاوه بر XL-Flash روی فناوری حافظه پرسرعت (HBF) نیز تحقیق می‌کند؛ رویکردی که ترکیب ظرفیت بالای NAND و سرعت مشابه حافظه‌های پرسرعت را هدف دارد. در HBF، تا 16 تراشه NAND به همراه یک دای منطقی در یک ماژول پشته‌ای با تکنیک‌های بسته‌بندی پیشرفته به هم متصل می‌شوند تا بیشترین پهنای‌باند و موازی‌سازی حاصل شود. هرچند مشخص نیست HBF در محصول نهایی استفاده شود، اما نشان‌دهنده استراتژی گسترده کی‌اکسیا برای ورود به عصر ذخیره‌سازی فوق‌سریع در حوزه هوش مصنوعی است.