サムスンは、第9世代V-NANDと新開発の4nmコントローラを組み合わせた、同社初のPCIe Gen6エンタープライズSSD「PM1763」の量産を開始した。15.36TBのフラッグシップモデルであるPM1763は、シーケンシャル読み出し速度が最大28,400MB/s、書き込み速度が最大21,000MB/sで、読み出し速度は、置き換え対象となるGen5 PM1753の14,500MB/sの1.96倍となっている。サムスンは、PM1763が次世代AIプラットフォームの検証を完了しており、そのタイミングは来年登場が予想されるGen6対応サーバーの第一波と一致すると述べている。
PCIe Gen6が重要な理由
PCIe Gen6はPAM4を使用することでレーンごとの信号伝送速度を64 GT/sに倍増させ、標準的なx4 SSDリンクでは双方向それぞれ約32 GB/sの帯域幅を実現しています。これはGen5の約16 GB/sから大幅に向上したものです。Gen5ドライブは長らくこの上限に近づいており、最速モデルでもインターフェースが許容する14～14.5 GB/sの範囲にとどまっています。
PM1763の28.4 GB/sという定格は、新しいヘッドルームの大部分を使用しており、AIインフラストラクチャにとっての実質的な効果は、GPUサーバーのストレージパスを飽和させるために必要なドライブの数が少なくなり、チェックポイントとモデルロード操作でアクセラレータをブロックする時間が短くなることです。Samsungはこれをモデルの観点から説明し、40GB LLMがドライブからメモリに移動するのに約1.4秒かかるのに対し、PM1753では約2.7秒かかると主張しています。この1.4秒という数値は、40GBファイルのシーケンシャル読み取り定格であり、測定された転送ではないため、インターフェースの計算の最良のケースの例として扱ってください。
ランダム性能はシーケンシャル性能と比例して向上します。Samsungの製品資料では、16TBクラス構成の場合、ランダム読み取りIOPSが最大6.8万、ランダム書き込みIOPSが最大950,000万と記載されています。SCADAのホワイトペーパーで測定されたドライブあたりのIOPSは6.92万（後述）であり、読み取りの数値は控えめな値であることを示唆しています。
電力効率は前世代比で最大1.8倍向上しており、高密度なシステム構成においては、処理速度と同様に電力効率も重要となる。なぜなら、第6世代コントローラは発熱量が多く、ドライブ1台あたりの消費電力削減効果が、高密度シャーシ全体で大きな効果を発揮するからである。そのため、サムスンはPM1763を、チップ直結冷却（D2C）方式を採用した液冷サーバー向けに最適化し、瞬間的なピーク性能ではなく、長時間の負荷下でも持続的なピーク性能を発揮できるように設計した。
PM1763の仕様
| 製品仕様 | サムスン PM1763 |
|---|---|
| プラットフォームの概要 | |
| インタフェース | PCIe Gen6 x4、NVMe 2.1、OCP 2.6 |
| NAND | サムスン第9世代V-NAND |
| コントローラー | サムスン製新型4nmコントローラー |
| キャパシティ | 発売時の容量は4TB、8TB、16TBクラス（フォーマット済み容量15.36TB） 製品ページには30.72TBと61.44TBが記載されています。 |
| フォームファクタ | E1.S E3.S U.2（PCIe Gen5のみ） |
| パフォーマンス (16TB) | |
| シーケンシャルリード | 最大28,400 MB /秒 |
| シーケンシャルライト | 最大21,000 MB /秒 |
| ランダムリード | 最大 6,800,000 IOPS |
| ランダム書き込み | 最大 950,000 IOPS |
| 電源と冷却 | |
| 電力効率 | PM1753と比較して最大1.8倍の改善 |
| 冷却 | 液冷サーバー、ダイレクト・トゥ・チップ（D2C）向けに最適化されています。 |
| セキュリティ | |
| 特長 | ポスト量子暗号（PQC） TEEデバイスインターフェースセキュリティプロトコル（TDISP） |
GPU駆動I/O：42台のドライブで2億8100万IOPS
サムスンも公開した ホワイトペーパー PM1763をSCADA（Scaled Accelerated Data Access）と組み合わせることで、NVIDIAが開発したフレームワークにより、GPUスレッドがCPUやカーネルストレージスタックを完全にバイパスして、NVMeコマンドをドライブに直接送信できるようになります。GPU主導のI/Oの利点は並列処理能力です。CPUはスレッドプール全体で約45万IOPSを維持できますが、Samsungのテストでは、約100,000万スレッドからディスパッチするGPUはGPUあたり95万IOPSを超えました。
この数値は、1 台の H100、2 台の H200、および 42 台の PM1763 E1.S 15.36TB ドライブを 3 台の Broadcom PEX90144 Gen6 スイッチの背後に搭載した H3 Falcon 6048 Gen6 サーバーで実行した 512 バイトのランダム読み取りワークロードから得られたものです。単一の PM1763 は、約 6.92 万 GPU 発行 IOPS を処理し、同じ構成で Gen5 PM1753 が管理した 3.72 万 IOPS から 86% 向上しました。GPU あたり 14 台のドライブを使用した場合、システムは GPU グループあたり約 9600 万 IOPS でほぼ線形スケーリングを維持し、42 台のドライブ構成全体で 2億 8100 万 IOPS を合計し、ドライブごとの結果は単一ドライブのピークの 5% 以内に収まりました。このテストは当社が実施したものではなく、結果を独自に監査したものでもありませんが、スケーリングの挙動は興味深いものです。合計がどれだけうまく維持されるかは、ピーク IOPS ではなく、ドライブ間のレイテンシの一貫性によって決まります。
Gen6が高密度ストレージサーバーにもたらすもの
問題は、これらのドライブの棚が単一のボックス内で何をするかということです。最近、 Dell PowerEdge R7725xd のローカルスループットは 300 GB/s を超えています 24個のGen5 SSDを搭載し、各ドライブはCPUコンプレックスからの専用x4レーンに接続され、PEAK:AIOのソフトウェアがキューを飽和状態に保つことで、ネットワーク経由で160GB/sのデータ転送速度を実現しています。このシステムは、単一の2Uシャーシから構築されたマルチノードストレージクラスタに匹敵する性能を誇ります。PM1763の定格速度でGen6ドライブに交換すれば、同じ24ベイ構成で理論上の読み取り帯域幅は約681GB/sに達しますが、ドライブよりも先にCPUレーンの割り当てとネットワーク出力がボトルネックとなります。
容量密度は連動して変化する。 PEAK:AIOの2U AIデータサーバー すでに61.44TBのQLCドライブを使用して1.5PBの容量を実現し、RDMA経由で120GB/sの速度を提供している。サムスンが61.44TBのPM1763を出荷すれば、同クラスのシステムは、同様の設置面積で第6世代の帯域幅とペタバイトを超える密度を手に入れることになる（次世代サーバーは冷却用にラックユニットを追加する可能性が高い）。12ノードにまたがる並列ファイルシステムを構築せずにGPUクラスターにデータを供給しようとしているAI企業にとって、単一サーバーストレージの利点はますます強まっている。
セキュリティと可用性
サムスンは、マルチテナントAI環境向けにドライブのセキュリティスタックも拡張しました。PM1763は、従来の暗号化に対する量子攻撃に先駆けて、ポスト量子暗号アルゴリズムをサポートするほか、仮想化環境において機密性の高い仮想マシンとデバイス間のデータパスを保護するTDISP（TEEデバイスインターフェースセキュリティプロトコル）にも対応しています。
「業界をリードする性能を基盤とするPM1763は、次世代AIプラットフォームの検証を成功裏に完了しており、進化するAIインフラストラクチャの要件をサポートするのに最適な位置づけにあります」と、サムスン電子のメモリ製品企画担当副社長兼責任者であるチェ・ジャンソク氏は述べています。「AIモデルの規模と複雑さが増大し続ける中、PM1763は、お客様がメモリ容量を効率的に拡張し、AI運用を最適化するための重要なソリューションとなるでしょう。」
PM1763は現在、4TB、8TB、16TBの容量で量産されている。サムスンは、大容量モデルの出荷時期をまだ発表していない。
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