Từ SSD thường sang “bộ nhớ” cho AI: bước nhảy của Kioxia GP1
Kioxia GP1 SSD PCIe 6.0 là dòng ổ cứng thế hệ mới dùng XL-FLASH memory công nghệ để đạt hơn 20 triệu IOPS với truy cập ngẫu nhiên khối dữ liệu 512 byte, đưa hiệu năng SSD tiến gần vùng tốc độ của DRAM và mở ra hướng lưu trữ AI hiệu năng cao cho các trung tâm dữ liệu quy mô lớn. Đây không chỉ là một bản nâng cấp thông số; đó là tuyên bố tham vọng: flash sẽ không còn đứng sau DRAM trong các hạ tầng AI. Kioxia công bố phiên bản GP series tăng gấp đôi tốc độ tại OCP Global Summit ở San Jose, cùng với các giải pháp NX1 làm mát bằng chất lỏng cho trung tâm dữ liệu. Thay vì chấp nhận nút thắt lưu trữ, hãng muốn SSD trở thành lớp “bộ nhớ mở rộng” mà GPU có thể truy cập trực tiếp, thay đổi cách chúng ta thiết kế hạ tầng AI từ gốc.
XL-FLASH thế hệ 3: vì sao SSD 20 triệu IOPS đủ sức áp sát DRAM?
Điểm mấu chốt nằm ở XL-FLASH memory công nghệ thế hệ thứ ba. Phiên bản GP1 đầu tiên dùng XL-FLASH gen 1 với kiến trúc 16 plane, chế độ MLC/SLC và độ trễ đọc dưới 5 micro giây, đã đạt khoảng 10 triệu IOPS khi đọc ngẫu nhiên khối 512 byte. Bản nâng cấp mới dùng XL-FLASH gen 3, tăng tốc độ đọc lên gấp ba và tốc độ ghi khoảng 150%, đồng thời cải thiện hiệu quả năng lượng 40% cho đọc và 80% cho ghi nhờ dây dẫn word line và bit line ngắn hơn, cùng số lượng plane trên mỗi die nhiều hơn 16 của thế hệ 2. Kết quả là SSD 20 triệu IOPS không chỉ nhanh, mà còn cho phép truy cập dữ liệu hạt mịn 512 byte với năng lượng mỗi thao tác thấp hơn SSD truyền thống. Đây chính là đặc tính mà DRAM từng độc quyền trong các hệ thống AI: tốc độ cao, truy cập nhỏ, ổn định.
PCIe 6.0, NVMe 2.2 và đường đi trực tiếp từ GPU tới lưu trữ
Kioxia rõ ràng không xem GP1 chỉ là một ổ cứng thế hệ mới, mà là một thành phần trong kiến trúc AI mới. GP1 là ổ Kioxia GP1 SSD PCIe 6.0 dùng chuẩn NVMe 2.2, được thiết kế để GPU có thể truy cập trực tiếp vào lưu trữ thay vì phải đi vòng qua CPU. Theo Kioxia, đây là nền tảng cho “giải pháp lưu trữ hiệu năng cao mang tính thay đổi cuộc chơi cho hạ tầng AI”, khi nhu cầu hiệu năng tăng nhanh hơn khả năng mở rộng DRAM. Endurance của GP1 thế hệ đầu được xếp tới 50 DWPD, cho thấy hãng nhắm tới khối lượng ghi cực lớn trong môi trường AI liên tục huấn luyện và suy luận. Khi SSD đạt tới hơn 20 triệu IOPS đọc ngẫu nhiên 512 byte, chúng bắt đầu đủ nhanh để đóng vai trò “bộ nhớ tầng hai” cho GPU, giảm áp lực lên DRAM mà vẫn giữ được độ trễ thấp cần thiết cho các mô hình lớn.
LD4 E1.L: mảnh ghép dung lượng lớn cho trung tâm dữ liệu AI
Song song với GP1, Kioxia đưa ra LD4 như một ổ cứng thế hệ mới tập trung vào dung lượng cho các trung tâm dữ liệu lớn. LD4 là ổ QLC một cổng, lưu 4 bit mỗi cell, dùng định dạng E1.L với giao tiếp PCIe 5 x4 lane, có các mức dung lượng 15,36 TB và 30,72 TB, và kiến trúc có thể mở rộng tới 122,88 TB cho môi trường hyperscale. Ổ này dùng flash BiCS 8 218 lớp, kế nhiệm LD2 PCIe 3 với cùng dung lượng nhưng bus chậm hơn. Dù Kioxia chưa công bố thông số hiệu năng và độ bền của LD4, việc hỗ trợ NVMe 2.0, chuẩn OCP Datacenter NVMe SSD 2.6 và bảo vệ dữ liệu end-to-end cho thấy họ muốn LD4 trở thành nền tảng lưu trữ AI hiệu năng cao, nơi dữ liệu huấn luyện khổng lồ nằm trên SSD dung lượng lớn, còn GP1 xử lý lớp truy cập tốc độ cao sát GPU.
Flash có thể thay thế DRAM trong AI đến đâu?
Câu hỏi quan trọng là: với XL-FLASH gen 3, flash có thật sự cạnh tranh được với DRAM trong các ứng dụng AI? Kioxia nói thẳng họ đang theo đuổi kế hoạch “thách thức DRAM trong thị trường AI bằng cách cung cấp lưu trữ flash tiến gần tốc độ bộ nhớ”. Về mặt kiến trúc, XL-FLASH cho phép truy cập 512 byte, IOPS cực cao và năng lượng mỗi thao tác thấp hơn SSD truyền thống, nên phù hợp làm lớp bộ nhớ mở rộng. Tuy nhiên, năng lượng mỗi I/O vẫn tăng theo hiệu năng, và độ trễ của flash khó thể ngang DRAM. Vì vậy, cách nhìn thực tế là: DRAM vẫn là tầng nóng nhất, nhưng Kioxia đang đẩy SSD lên thành tầng “ấm” đủ nhanh để GPU coi như bộ nhớ gần. Với hạ tầng AI ngày càng lớn, việc chuyển một phần tải từ DRAM sang flash tốc độ cao có thể là khác biệt giữa hệ thống bị nghẽn và hệ thống mở rộng được.
