三星已開始量產其首款 PCIe Gen6 企業級固態硬碟 PM1763，該產品採用第九代 V-NAND 快閃記憶體和全新開發的 4nm 控制器。這款 15.36TB 的旗艦產品，順序讀取速度最高可達 28,400 MB/s，寫入速度最高可達 21,000 MB/s，其中讀取速度是其前身 Gen5 PM1753（14,500 MB/s）的 1.96 倍。三星表示，PM1763 已完成下一代 AI 平台的驗證，其上市時間與預計明年推出的首批支援 Gen6 的伺服器相吻合。
為什麼 PCIe Gen6 很重要
PCIe Gen6 使用 PAM4 協議，將每個通道的訊號傳輸速率提升至 64 GT/s，這意味著標準 x4 SSD 鏈路的單向頻寬約為 32 GB/s，而 Gen5 的頻寬約為 16 GB/s。 Gen5 的固態硬碟效能早已接近此上限，最快的機型的頻寬也僅達到該介面允許的 14-14.5 GB/s。
PM1763 的 28.4 GB/s 讀寫速度充分利用了新增的讀寫空間。對於 AI 基礎架構而言，其實際效果是：只需更少的硬碟即可填滿 GPU 伺服器的儲存路徑，同時檢查點和模型載入作業佔用加速器的時間也更少。三星以模型速度為例進行闡述，聲稱 40GB 的 LLM 檔案從硬碟到記憶體的傳輸時間約為 1.4 秒，而 PM1753 則需要約 2.7 秒。需要注意的是，1.4 秒是 40GB 檔案的順序讀取速度，而非實際傳輸時間，因此請將其視為介面效能的最佳範例。
隨機效能與順序效能成正比。三星的產品資料顯示，16TB 級配置的隨機讀取 IOPS 最高可達 6.8 萬，隨機寫入 IOPS 最高可達 950,000 萬；SCADA 白皮書中測得的單盤 IOPS 為 6.92 萬（詳見下文），這表明讀取性能數據較為保守。
與上一代產品相比，能源效率提升高達 1.8 倍，這在密集部署環境中與原始速度同樣重要，因為第六代控制器運行溫度較高，每個硬碟節省的每一瓦特在密集機箱中都會產生巨大的影響。為此，三星針對採用晶片直冷 (D2C) 技術的液冷伺服器優化了 PM1763，旨在實現長時間負載下的持續尖峰效能，而非瞬時尖峰效能。
PM1763 技術規格
| 規格 | 三星PM1763 |
|---|---|
| 平台概述 | |
| 介面 | PCIe Gen6 x4、NVMe 2.1、OCP 2.6 |
| NAND閃存 | 三星第九代V-NAND |
| 控制器 | 三星新型4nm控制器 |
| 容量 | 發佈時提供 4TB、8TB 和 16TB 等級（格式化後容量為 15.36TB）三種規格。 產品頁面列出了 30.72TB 和 61.44TB 兩種規格。 |
| 形狀因素 | E1.S E3.S U.2（僅限PCIe Gen5） |
| 性能 (16TB) | |
| 順序閱讀 | 達到28,400 MB / s |
| 順序寫入 | 達到21,000 MB / s |
| 隨機閱讀 | 高達 6,800,000 IOPS |
| 隨機寫入 | 高達 950,000 IOPS |
| 電源和冷卻 | |
| 電源效率 | 與 PM1753 相比，效能提升高達 1.8 倍 |
| 散熱 | 針對液冷伺服器進行了最佳化，直接晶片級 (D2C) |
| 安全性 | |
| 產品特性 | 後量子密碼學（PQC） TEE 設備介面安全協定 (TDISP) |
GPU驅動的I/O：42個硬碟共281億IOPS
三星也發布了一份白皮書，將 PM1763 與 SCADA（Scaled Accelerated Data Access，規模化加速資料存取）框架結合。 SCADA 是 NVIDIA 開發的框架，它允許 GPU 執行緒直接向 NVMe 磁碟機提交命令，完全繞過 CPU 和核心儲存堆疊。 GPU 發起 I/O 的優勢在於並發性：CPU 的線程池大約可以同時處理 45 萬 IOPS，而三星的測試表明，一個 GPU 可以同時從大約 100,000 萬個線程分發任務，每個 GPU 的 IOPS 超過 95 萬。
這些資料來自一台配備一個 H100、兩個 H200 和 42 塊 PM1763 E1.S 15.36TB 硬碟的 H3 Falcon 6048 Gen6 伺服器，該伺服器採用 512 位元組隨機讀取工作負載，並透過三個 Broadcom PEX90144 Gen6 交換器進行連接。單塊 PM1763 硬碟處理了約 6.92 萬 GPU 發出的 IOPS，比相同配置下 Gen5 PM1753 硬碟的 3.72 萬 IOPS 提升了 86%。每個 GPU 配備 14 塊硬碟時，系統在每個 GPU 組下實現了近乎線性的擴展，IOPS 約為 96 萬。完整的 42 塊硬碟配置實現了 281 億 IOPS 的總和，單塊硬碟的性能與單塊硬碟的峰值性能相差不到 5%。我們並未進行此項測試，也未對結果進行獨立審核，但這種擴展特性很有意思：決定總性能表現的並非峰值 IOPS，而是硬碟間的延遲一致性。
Gen6 為高密度儲存伺服器帶來了什麼？
問題在於，在單一機殼內，這些硬碟組成的硬碟架能發揮多大的作用。我們最近使用 24 塊第五代 SSD，將戴爾 PowerEdge R7725xd 伺服器的本地吞吐量推高至 300 GB/s 以上。每塊硬碟都透過 CPU 專用的 x4 通道傳輸數據，並透過 PEAK:AIO 軟體保持佇列飽和，實現了 160 GB/s 的網路吞吐量。該系統僅用一個 2U 機箱就足以媲美多節點儲存叢集。如果換用 PM1763 額定速度的第六代 SSD，同樣的 24 磁碟位拓撲結構理論上可提供約 681 GB/s 的原始讀取頻寬，但 CPU 通道預算和網路出口頻寬會比硬碟本身更早成為瓶頸。
容量密度同步提升。 PEAK :AIO 的 2U AI 資料伺服器採用 61.44TB QLC 固態硬碟，容量已達 1.5PB，並透過 RDMA 提供 120GB/s 的傳輸速度。三星即將推出 61.44TB PM1763 固態硬碟，屆時，同類系統將在相近的體積內實現第六代頻寬和 PB 級以上的儲存密度（下一代伺服器可能會增加一個機架單元用於散熱）。對於那些希望在不建構跨十幾個節點的平行檔案系統的情況下，為 GPU 叢集提供充足資料的 AI 企業而言，單伺服器儲存方案的優勢日益凸顯。
安全性和可用性
三星還擴展了該硬碟的安全協定棧，以適應多租戶人工智慧環境。 PM1763 支援後量子加密演算法，能夠抵禦預期的量子攻擊對傳統加密技術的威脅；此外，它還支援 TDISP（TEE 裝置介面安全協定），可在虛擬化部署中保護機密虛擬機器與裝置之間的資料路徑。
三星電子副總裁兼記憶體產品規劃負責人崔章碩表示：「PM1763 擁有業界領先的性能，已成功完成對下一代 AI 平台的驗證，能夠很好地支援不斷發展的 AI 基礎設施需求。隨著 AI 模型規模和複雜性的不斷增長，PM1763 將成為關鍵記憶體解決方案，幫助最佳記憶體容量並優化 AI 操作客戶」。
PM1763固態硬碟目前已量產，容量分別為4TB、8TB及16TB。三星尚未公佈更大容量版本的出貨日期。
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