Silicon Motion hat den SM2524XT vorgestellt, einen PCIe Gen5 SSD-Controller ohne DRAM, der speziell für KI-PCs, Edge-KI-Systeme und Workloads mit Fokus auf lokaler KI-Inferenz entwickelt wurde. Der Controller erfüllt die Speicheranforderungen von KV-Cache-intensiven Workloads, bei denen eine dauerhaft hohe Leistung bei zufälligen E/A-Operationen und geringe Latenzzeiten für kontinuierliche Inferenz immer wichtiger werden.
Silicon Motion gibt an, dass der SM2524XT sequentielle Lesegeschwindigkeiten von bis zu 14 GB/s, sequentielle Schreibgeschwindigkeiten von bis zu 12 GB/s und eine zufällige Leistung von bis zu 2.5 Millionen IOPS erreicht. Der Controller wurde entwickelt, um einen stabilen Durchsatz auch bei fragmentierten, latenzempfindlichen Zugriffsmustern zu gewährleisten, wie sie häufig bei KI-Inferenz-Workloads auftreten.
| Normen | Silicon Motion SM2524XT |
|---|---|
| Übersicht | |
| Produkttyp | PCIe Gen5 DRAM-loser SSD-Controller |
| Ziel-Workloads | KI-PCs, Edge-KI, KI-Inferenz und KV-Cache-intensive Workloads |
| Hauptfokus | Dauerhafte Leistung bei zufälligen E/A-Vorgängen und KI-Inferenz-Workloads mit geringer Latenz |
| Schnittstelle und Architektur | |
| PCIe-Schnittstelle | PCIe-Gen5 x4 |
| NVMe-Unterstützung | NVMe 2.1 |
| CPU-Architektur | Quad-Core Arm Cortex-R8 |
| NAND-Kanäle | 4 NAND-Kanäle |
| NAND-Schnittstellengeschwindigkeit | Bis zu 4,800 MT/s |
| Leistung und Leistung | |
| Sequenzielle Lesegeschwindigkeit | Bis zu 14 GB/s |
| Sequentielle Schreibgeschwindigkeit | Bis zu 12 GB/s |
| Zufällige Leistung | Bis zu 2.5 Millionen IOPS |
| Energieverbrauch | SSD-Leistung unter 5 W |
| Verbesserung der Leistung pro Watt | Bis zu 25 % mehr Leistung als die vorherige Generation |
| Prozesse und Technologien | |
| Herstellungsprozess | TSMC 6nm |
| Schlüsseltechnologien | SCA (Separated Command Address), erweiterte FTL-Planung, NANDXtend LDPC ECC |
| Error Correction | 4KB LDPC ECC-Fähigkeit mit NANDXtend-Technologie |
| Spannungsoptimierung | PI-LTT-Niederspannungs-NAND-I/O-Optimierung |
KV-Cache-Workloads führen zu höherem Speicherbedarf
KI-Inferenz-Workloads weisen ein anderes Speicherverhalten auf als herkömmliche SSDs für Endverbraucher. Anstatt sich hauptsächlich auf sequenzielle, burstorientierte Übertragungen zu stützen, erzeugen KV-Cache-Operationen kontinuierliche Ströme fragmentierter, zufälliger Lese- und Schreibvorgänge, die stark von einem anhaltenden IOPS-Durchsatz und geringer Latenz abhängen.
Silicon Motion beschreibt den KV-Cache als einen der zunehmenden Speicherengpässe in KI-PCs, insbesondere da größere lokale Sprachmodelle und KI-Agenten immer mehr Kontextdaten vom Arbeitsspeicher auf lokale NVMe-SSDs verschieben. Der SM2524XT wurde entwickelt, um eine gleichbleibende Leistung bei zufälligen E/A-Operationen während anhaltender Inferenzsitzungen zu gewährleisten, in denen die Speicherreaktionsfähigkeit entscheidend ist.
PCIe Gen5-Schnittstelle und Vierkernarchitektur
Der SM2524XT nutzt eine PCIe Gen5 x4-Schnittstelle mit NVMe 2.1-Unterstützung und verfügt über eine Quad-Core-Arm-Cortex-R8-Prozessorarchitektur. Der Controller unterstützt vier NAND-Kanäle mit Schnittstellengeschwindigkeiten von bis zu 4,800 MT/s und wird im 6-nm-Verfahren von TSMC gefertigt.
Die Architektur nutzt außerdem die Separated Command Address-Technologie (SCA) von Silicon Motion, die die Befehls- und Adressverarbeitung trennt und so die NAND-Zugriffseffizienz verbessert. Dieses Design trägt dazu bei, die Effizienz der parallelen Datenverarbeitung zu steigern und Latenzunterbrechungen bei anhaltender KI-Belastung zu reduzieren.
Zu den im Controller integrierten Technologien gehören fortschrittliche FTL-Planung und NANDXtend LDPC ECC-Fehlerkorrektur. Laut Silicon Motion gewährleisten diese Funktionen eine konstantere Leistung und verbesserte Zuverlässigkeit bei kontinuierlicher Inferenz.
Energie-Effizienz
Bei der Gesamtkonstruktion des SM2524XT spielt auch die Energieeffizienz eine wichtige Rolle, denn Silicon Motion gibt an, dass der Controller eine bis zu 25 % höhere Leistung pro Watt als die vorherige Generation bietet und gleichzeitig den Stromverbrauch der SSD unter 5 W hält.
Der Controller kombiniert den 6-nm-Fertigungsprozess mit der PI-LTT-Spannungsoptimierungstechnologie von Silicon Motion. Diese senkt die NAND-I/O-Spannung und reduziert so den Stromverbrauch bei anhaltender Last. Silicon Motion vergleicht den SM2524XT außerdem mit dem Vorgängermodell SM2504XT und berichtet von einem höheren sequenziellen Lesedurchsatz bei vergleichbarer Leistungsaufnahme.
Positioniert um Edge-KI und lokale Inferenz
Silicon Motion zufolge zielt der SM2524XT auf KI-PCs und Edge-KI-Systeme ab, bei denen Inferenz-Workloads zunehmend lokal ausgeführt werden, anstatt vollständig auf Cloud-Infrastruktur zu setzen. Auch Workloads im Zusammenhang mit KI-Agenten in Unternehmen, Robotik, Fertigungssystemen, wissenschaftlichen Anwendungen und KI-Programmierumgebungen sind relevante Anwendungsfälle für den SM2524XT.
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