移動(dòng)存儲(chǔ)卡行業(yè)現(xiàn)狀

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)市場(chǎng)需求層次分析目前，Internet上的數(shù)據(jù)量爆炸性增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)總量呈指數(shù)上升，IDC數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)系統(tǒng)必須具有足夠的容量以適應(yīng)不斷增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)量。存儲(chǔ)系統(tǒng)不光要有大量的現(xiàn)實(shí)容量，還應(yīng)該具有很好的可擴(kuò)展性，能根據(jù)數(shù)據(jù)量的增長(zhǎng)提供無縫的、不停機(jī)的容量擴(kuò)充。信息是具有時(shí)效性的，對(duì)于企業(yè)而言，及時(shí)獲得所需數(shù)據(jù)非常關(guān)鍵；對(duì)于ICP而言，較高的訪問速度是服務(wù)質(zhì)量的重要指標(biāo)。對(duì)于寬帶應(yīng)用，存儲(chǔ)系統(tǒng)的帶寬要與網(wǎng)絡(luò)帶寬相適應(yīng)。因此，存儲(chǔ)系統(tǒng)的響應(yīng)速度和吞吐率是IDC數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)系統(tǒng)應(yīng)該密切關(guān)注的問題。從歷史上看，計(jì)算機(jī)速度的瓶頸已逐漸從20世紀(jì)80年代的CPU和90年代的網(wǎng)絡(luò)帶寬轉(zhuǎn)移到I/O子系統(tǒng)。因此，要提高IDC數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)系統(tǒng)的整體性能，存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能提高是一個(gè)關(guān)鍵問題。IDC數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)系統(tǒng)存儲(chǔ)了企業(yè)大量的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，因此，必須保證這些數(shù)據(jù)始終是安全可用的。在任何情況下，例如系統(tǒng)產(chǎn)生錯(cuò)誤或遇到意外災(zāi)難，數(shù)據(jù)都不能丟失。系統(tǒng)應(yīng)具有快速故障恢復(fù)能力，保證應(yīng)用系統(tǒng)永不停機(jī)（7×24小時(shí)不間斷工作），數(shù)據(jù)始終保持完整性和一致性。IDC數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)系統(tǒng)保存著大量的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。對(duì)這些數(shù)據(jù)的管理不光體現(xiàn)在應(yīng)用層的管理，還體現(xiàn)在存儲(chǔ)系統(tǒng)的管理。這主要表現(xiàn)在集中的自動(dòng)化管理，如數(shù)據(jù)按特定規(guī)則的備份、對(duì)系統(tǒng)性能和流量等特性的監(jiān)測(cè)、存儲(chǔ)設(shè)備的負(fù)載平衡等。現(xiàn)在磁盤、磁帶的存儲(chǔ)容量每年增長(zhǎng)1倍，基本上能適應(yīng)數(shù)據(jù)的增長(zhǎng)。在IDC數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)系統(tǒng)，存儲(chǔ)任務(wù)是由以上述技術(shù)為基礎(chǔ)構(gòu)成的存儲(chǔ)系統(tǒng)來完成的，主要有問問通、磁盤陣列、磁帶庫和光盤庫。新出現(xiàn)的SAN（存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)）、NAS（附網(wǎng)存儲(chǔ)）和集群存儲(chǔ)等新的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)為存儲(chǔ)系統(tǒng)容量和性能的擴(kuò)展提供了有力的支持。另外，數(shù)據(jù)共享技術(shù)在一定的條件下可以緩解容量問題。對(duì)于高性能方面，在單個(gè)磁盤讀寫性能提升空間有限的前提下，并行I/O技術(shù)和Cache技術(shù)成為主角。并行I/O技術(shù)目前在國(guó)際上正被廣泛研究，像磁盤陣列技術(shù)、多通道技術(shù)等已得到廣泛應(yīng)用。目前研究的重點(diǎn)是大規(guī)模并行I/O和多級(jí)存儲(chǔ)技術(shù)，它們主要是從存儲(chǔ)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)入手，利用SAN和集群等技術(shù)進(jìn)一步提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的整體性能。對(duì)于Cache技術(shù)，針對(duì)不同的應(yīng)用（如數(shù)據(jù)庫中事務(wù)處理方式、WWW方式等）采用合適的數(shù)據(jù)預(yù)取策略正被廣泛應(yīng)用。此外，采用光纖通道技術(shù)作為新一代存儲(chǔ)接口已成為趨勢(shì)，促進(jìn)了存儲(chǔ)系統(tǒng)性能的提高。對(duì)于數(shù)據(jù)可用性問題可從多個(gè)層面進(jìn)行討論。磁盤陣列是一種最基本的高可用存儲(chǔ)技術(shù)。在IDC數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)系統(tǒng)，應(yīng)選擇雙電源、雙控制器、沒有單點(diǎn)故障的磁盤陣列。對(duì)于系統(tǒng)層面，集群、SAN等技術(shù)也可以大大促進(jìn)系統(tǒng)可用性的提高。另外，Standby技術(shù)、系統(tǒng)整體冗余、遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)備份和災(zāi)難恢復(fù)等技術(shù)也是高可用性存儲(chǔ)所不可缺少的技術(shù)。數(shù)據(jù)共享、無縫擴(kuò)展、實(shí)時(shí)備份、容錯(cuò)技術(shù)、系統(tǒng)監(jiān)控、流量控制、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)備份、災(zāi)難恢復(fù)等無一不需要相應(yīng)的軟件進(jìn)行保障。對(duì)于IDC數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)系統(tǒng)，高效、穩(wěn)定、安全的問問通存儲(chǔ)軟件是必不可少的，而這一點(diǎn)過去往往被人們忽視?，F(xiàn)在，人們已開始認(rèn)識(shí)到存儲(chǔ)管理的重要性。著名IT企業(yè)，如IBM、Compaq、HP等，均推出了自己的存儲(chǔ)管理軟件，專業(yè)的存儲(chǔ)軟件公司，如VERTIAS公司，在存儲(chǔ)軟件方面更有全線的存儲(chǔ)管理軟件可供選擇。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)行業(yè)需求市場(chǎng)現(xiàn)狀幾十年來，傳統(tǒng)的存儲(chǔ)設(shè)備更新?lián)Q代，身形由當(dāng)年的巨大越變?cè)叫?，容量卻從當(dāng)年的微小越變?cè)酱?。同時(shí)，存儲(chǔ)速度大幅也得到提升，不可同日而語。從最原始的打孔設(shè)備到磁帶設(shè)備，再到軟盤、光盤、硬盤、磁盤陣列和固態(tài)硬盤，存儲(chǔ)成本已經(jīng)大大降低，傳輸速度和效能大大提高，大數(shù)據(jù)信息時(shí)代已經(jīng)來臨。如今，機(jī)械硬盤（磁盤）、固態(tài)硬盤存儲(chǔ)容量已達(dá)到TB的級(jí)別，主流的存儲(chǔ)器芯片DRAM、SDRAM、FLASH等存儲(chǔ)設(shè)備的壽命越來越長(zhǎng)，體積越小、速度越快而功耗越小。就目前PC內(nèi)存市場(chǎng)來說，更高密度、更大帶寬、更低功耗、更短延遲時(shí)間、更低成本的主流DRAM仍是不二之選。而在通信領(lǐng)域、消費(fèi)領(lǐng)域、計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，F(xiàn)LASH已經(jīng)崛起，成為目前最有潛力，發(fā)展最快的存儲(chǔ)器芯片產(chǎn)品。存儲(chǔ)器作為電子產(chǎn)品的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)支撐，在整個(gè)產(chǎn)業(yè)占有核心地位。20世紀(jì)50年代，存儲(chǔ)器由于它體積龐大，還僅僅只能運(yùn)用于大型計(jì)算機(jī)。而隨著整個(gè)存儲(chǔ)器行業(yè)面臨的趨勢(shì)呈現(xiàn)出交付的比特單位持續(xù)上升、存儲(chǔ)器價(jià)格持續(xù)下跌以及新的應(yīng)用不斷要求更高的存儲(chǔ)密度等特征，如今的存儲(chǔ)器順勢(shì)發(fā)展，早已今非昔比，體積小、性能高、容量大，使存儲(chǔ)器運(yùn)用于各個(gè)領(lǐng)域，成為開啟大數(shù)據(jù)時(shí)代的基石。存儲(chǔ)控制器芯片行業(yè)概況存儲(chǔ)控制器芯片是存儲(chǔ)產(chǎn)品的大腦，起著指揮、運(yùn)算和協(xié)作的作用。它不但負(fù)責(zé)調(diào)配數(shù)據(jù)在各個(gè)存儲(chǔ)單元上的負(fù)荷，協(xié)調(diào)和維護(hù)不同區(qū)塊顆粒的協(xié)作，讓所有的存儲(chǔ)單元都能夠在合理的負(fù)荷下正常工作；為存儲(chǔ)模組內(nèi)部各項(xiàng)指令，如垃圾回收、磨損均衡等的功能的完成提供算力；又承擔(dān)了數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站的功能，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)介質(zhì)和外部接口的連接。因此存儲(chǔ)控制器芯片是決定存儲(chǔ)模組性能、壽命和使用體驗(yàn)的關(guān)鍵。固件是出廠預(yù)設(shè)在存儲(chǔ)模組中，運(yùn)行在存儲(chǔ)控制器芯片內(nèi)部的程序代碼，主要用于驅(qū)動(dòng)控制器，承擔(dān)著協(xié)議處理、數(shù)據(jù)管理和硬件驅(qū)動(dòng)等工作，包括傳輸協(xié)議處理、邏輯管理算法、數(shù)據(jù)加密和保護(hù)、閃存驅(qū)動(dòng)、介質(zhì)保護(hù)、異常處理等功能，對(duì)存儲(chǔ)的功能、性能、可靠性、壽命等關(guān)鍵指標(biāo)具有重要影響。根據(jù)中國(guó)閃存市場(chǎng)CFM的數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)2022年全球固態(tài)存儲(chǔ)控制器芯片的出貨量達(dá)4．31億顆。目前，存儲(chǔ)控制芯片按制造商可以分兩類：第一類由存儲(chǔ)顆粒原廠自主設(shè)計(jì)，如三星、鎧俠、Intel和美光等，其基于IDM生產(chǎn)模式自產(chǎn)自銷，將自研的存儲(chǔ)控制芯片應(yīng)用于自主品牌的存儲(chǔ)模組中，不單獨(dú)對(duì)外出售。第二類由第三方存儲(chǔ)控制器芯片廠商設(shè)計(jì)，如美滿（Marvell）、微芯（Microchip）、慧榮科技、群聯(lián)電子等，其存儲(chǔ)控制器芯片主要用于其他廠商的存儲(chǔ)模組中。硬盤市場(chǎng)行業(yè)發(fā)展概況全球數(shù)據(jù)量的爆發(fā)性增長(zhǎng)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求持續(xù)增加，硬盤作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，是計(jì)算機(jī)最主要的存儲(chǔ)設(shè)備。根據(jù)Trendforce數(shù)據(jù)，2016年全球固態(tài)硬盤出貨量為1．47億個(gè)，至2021年全球固態(tài)硬盤出貨量增長(zhǎng)至3．73億個(gè)，全球固態(tài)硬盤出貨量保持高速增長(zhǎng)，年均復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)20．41%。信息爆炸導(dǎo)致數(shù)據(jù)量成倍增長(zhǎng)，硬盤容量雖已達(dá)太字節(jié)（TB）級(jí)別，但單塊磁盤的存儲(chǔ)容量與速度仍無法滿足實(shí)際需求，因此磁盤陣列應(yīng)運(yùn)而生。磁盤陣列使用獨(dú)立磁盤冗余陣列技術(shù)（RAID）把數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在多個(gè)硬盤中，輸入輸出操作以平衡的方式交疊進(jìn)行，大幅提高了存儲(chǔ)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐量，改善了磁盤性能，增加了傳輸速率及容錯(cuò)能力。存儲(chǔ)系統(tǒng)行業(yè)概況存儲(chǔ)系統(tǒng)（主要指外接存儲(chǔ)系統(tǒng)）的主要技術(shù)包括網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器和應(yīng)用軟件。其中，網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)是一種通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的技術(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（包括專用數(shù)據(jù)交換設(shè)備、磁盤陣列或磁帶庫等存儲(chǔ)介質(zhì)以及專用的存儲(chǔ)軟件）利用通信網(wǎng)絡(luò)為用戶提供信息存取和共享服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)大致分為3種：直連式存儲(chǔ)（DAS：DirectAttachedStorage）、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備（NAS：NetworkAttachedStorage）和存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)（SAN：StorageAreaNetwork）。根據(jù)IDC的數(shù)據(jù)，2020年我國(guó)服務(wù)器出貨量350萬臺(tái)，2021年增長(zhǎng)至391萬臺(tái)，增長(zhǎng)率為11．7%。IDC預(yù)計(jì)，隨著十四五規(guī)劃的推進(jìn)以及新基建的投資，2021~2025年，中國(guó)服務(wù)器市場(chǎng)規(guī)模將由257．31億美元升至424．7億美元，保持13．35%的年復(fù)合增長(zhǎng)率。存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)所需的存儲(chǔ)控制和通信技術(shù)被美國(guó)企業(yè)所壟斷，隨著我國(guó)服務(wù)器市場(chǎng)規(guī)模的提升，存儲(chǔ)系統(tǒng)解決方案、國(guó)產(chǎn)硬盤陣列控制器芯片及相關(guān)陣列卡的需求也將不斷增長(zhǎng)。存儲(chǔ)器行業(yè)全球規(guī)模存儲(chǔ)器作為現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展的核心部件之一，應(yīng)用極為廣泛，現(xiàn)代電子產(chǎn)品基本上都要用到存儲(chǔ)器，且需配置多種存儲(chǔ)器，隨著今年來全球電子信息技術(shù)及半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，全球存儲(chǔ)器行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模也隨之不斷擴(kuò)張。據(jù)資料顯示，2021年全球存儲(chǔ)器行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模為1353億美元，同比增長(zhǎng)13．3%。從行業(yè)市場(chǎng)結(jié)構(gòu)來看，DRAM與DFlash是半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片的主流市場(chǎng)。據(jù)資料顯示，2021年全球存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)中，DRAM占比達(dá)56%，DFlash占比約41%，此外NORFlash占據(jù)約2%的市場(chǎng)份額。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)行業(yè)未來發(fā)展趨勢(shì)計(jì)算機(jī)高速接口用于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)高速部件之間的物理連接、確保信息交換的數(shù)據(jù)格式一致性，是固態(tài)存儲(chǔ)產(chǎn)品的基礎(chǔ)核心技術(shù)。作為存儲(chǔ)顆粒與主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)拿浇?，接口決定了兩者之間的理論傳輸速度，并影響存儲(chǔ)產(chǎn)品的物理形態(tài)和通信協(xié)議。數(shù)據(jù)量的爆發(fā)式增長(zhǎng)，需要更大量的并發(fā)處理，更快速的數(shù)據(jù)訪問，更智能的數(shù)據(jù)管理方式，推動(dòng)業(yè)內(nèi)不斷研發(fā)更高性能接口的存儲(chǔ)控制器芯片及存儲(chǔ)模組產(chǎn)品。在消費(fèi)級(jí)應(yīng)用領(lǐng)域，以USB、SATA、PCIe為代表的各接口，在進(jìn)行不斷的代際演進(jìn)，以更好的適應(yīng)不同場(chǎng)景的應(yīng)用需求。截至目前，便攜式存儲(chǔ)產(chǎn)品已進(jìn)入U(xiǎn)SB3．2Gen2（10Gbps）時(shí)代；消費(fèi)類SSD也正在加速?gòu)腟ATA向PCIe演進(jìn)。根據(jù)中國(guó)閃存市場(chǎng)ChinaFlashMarket數(shù)據(jù)，在PCOEM市場(chǎng)，PCIe接口SSD的搭載量已達(dá)到80%。在行業(yè)應(yīng)用市場(chǎng)，一方面SATA/SAS接口的固態(tài)硬盤產(chǎn)品因其可靠性、穩(wěn)定性、兼容性及大容量等方面的優(yōu)勢(shì)，仍然保持了穩(wěn)定的市場(chǎng)份額；另一方面，各大廠商也加緊推出基于PCIe接口的產(chǎn)品。2019年以來，針對(duì)數(shù)據(jù)中心和企業(yè)級(jí)領(lǐng)域，三星、美光、英特爾等巨頭陸續(xù)推出多款NVMePCIeSSD新品，企業(yè)級(jí)SSD現(xiàn)有的主流產(chǎn)品集中于PCIe3．0，PCIe4．0的產(chǎn)品目前處于市場(chǎng)導(dǎo)入階段。2022年，部分主控廠商如微芯（Microchip）、慧榮科技（SMI）開始推出支持PCIe5．0協(xié)議的產(chǎn)品，但尚未達(dá)到成熟穩(wěn)定應(yīng)用的條件。未來，伴隨著更高性能接口協(xié)議的持續(xù)發(fā)布及更新，存儲(chǔ)模組將向大容量、低功耗、高速讀寫、長(zhǎng)保存周期的發(fā)展方向持續(xù)演進(jìn)，以滿足不斷高速增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求。存儲(chǔ)模組的主要原材料DFlash在發(fā)展過程中逐漸由平面結(jié)構(gòu)升級(jí)為三維架構(gòu)，通過工藝技術(shù)的提升，可以逐漸增加存儲(chǔ)單元的層數(shù)，實(shí)現(xiàn)在單位面積下更高的存儲(chǔ)容量。同時(shí)，存儲(chǔ)控制器存儲(chǔ)密度也跟隨技術(shù)的發(fā)展不斷前進(jìn)，最新的QLC顆粒每個(gè)存儲(chǔ)單元可以存儲(chǔ)4bit數(shù)據(jù)。堆疊層數(shù)和存儲(chǔ)密度的提升，在增加DFlash單位存儲(chǔ)容量的同時(shí)降低了每單位的存儲(chǔ)成本，進(jìn)一步刺激了用戶對(duì)大容量SSD需求的增長(zhǎng)。DFlash存儲(chǔ)密度和堆疊層數(shù)的提升也對(duì)存儲(chǔ)控制器芯片及存儲(chǔ)模組的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。DFlash受器件特點(diǎn)等因素影響，可靠性隨著使用時(shí)間的增加而逐漸降低，而隨著工藝技術(shù)升級(jí)而不斷提升的存儲(chǔ)密度更使得存儲(chǔ)顆粒中的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤或數(shù)據(jù)丟失的概率顯著增加，使用壽命快速下降。以QLC架構(gòu)的存儲(chǔ)顆粒為例，雖然其單元容量為SLC架構(gòu)存儲(chǔ)顆粒的4倍，但其使用壽命僅為SLC的1/100；對(duì)數(shù)據(jù)糾錯(cuò)要求從1~4bit增加到288bit，可靠性也同步減低。因此，存儲(chǔ)介質(zhì)的分析能力、存儲(chǔ)控制芯片設(shè)計(jì)能力、固件算法的開發(fā)能力對(duì)于存儲(chǔ)模組應(yīng)用性能的影響越來越大。隨著信息技術(shù)的快速演進(jìn)，全球數(shù)據(jù)泄露等網(wǎng)絡(luò)安全事件頻繁發(fā)生，造成重大損失。2021年，工業(yè)制造、醫(yī)療、金融、交通等領(lǐng)域數(shù)據(jù)泄露事件頻發(fā)，數(shù)據(jù)交易黑色地下產(chǎn)業(yè)鏈活動(dòng)猖獗。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年公開報(bào)告的數(shù)據(jù)泄露事件1，291起，超過2020年的1，108起。數(shù)據(jù)安全重要性的凸顯，給數(shù)據(jù)存儲(chǔ)行業(yè)帶來了新的挑戰(zhàn)。隨著數(shù)據(jù)讀寫速度加快，芯片級(jí)全盤硬件加密技術(shù)的存儲(chǔ)模組配合所搭載的數(shù)據(jù)保護(hù)軟件，能防止數(shù)據(jù)被越權(quán)訪問、篡改或盜竊，有望成為存儲(chǔ)行業(yè)的剛性需求，全面覆蓋數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的各應(yīng)用場(chǎng)景。2018年以來，華為事件和中興事件凸顯了我國(guó)上游核心基礎(chǔ)技術(shù)受制于人的現(xiàn)狀，堅(jiān)定了我國(guó)打造自主可控產(chǎn)業(yè)生態(tài)的決心。為解決產(chǎn)業(yè)鏈穩(wěn)定性問題，在國(guó)家的大力支持下，本土廠商加大了對(duì)CPU、存儲(chǔ)顆粒、控制器芯片、操作系統(tǒng)等領(lǐng)域底層技術(shù)的研發(fā)及相關(guān)投入，并陸續(xù)在以上領(lǐng)域取得了一定的研發(fā)成果。存儲(chǔ)顆粒方面，長(zhǎng)江存儲(chǔ)自2018年推出Xtacking晶棧架構(gòu)以來，就不斷地取得技術(shù)突破，從最開始的32層堆疊的DFlash，向64層、128層技術(shù)躍進(jìn)。長(zhǎng)江存儲(chǔ)最近成功研發(fā)超過200層堆疊的存儲(chǔ)顆粒，將實(shí)現(xiàn)對(duì)美光、SK海力士等DF