キオクシアの説明会

谈到面向AI的半导体,焦点通常集中在GPU上的HBM和持续紧缺的DRAM。NAND闪存似乎只是存储数据的“仓库”,与AI热潮关系不大。然而,自2024年12月上市以来,不生产任何DRAM的日本国家记忆科技(キオクシア)股价持续飙升,2026年6月市值一度超过日本国家丰田汽车。市场究竟对NAND闪存抱有什么期待?

答案揭示于日本国家记忆科技2026年9月3日在东京举办的说明会上。该公司介绍了8月4日至6日在美国加利福尼亚州圣克拉拉举行的存储行业盛会“FMS: the Future of Memory and Storage”上的发布内容及AI时代SSD的角色。AI所需的内存容量中,DRAM供应不足,而SSD即NAND闪存开始填补这一空白。

FMS 2026约有100家公司围绕AI主题进行演讲和展示,日本国家记忆科技作为主赞助商参与。公司在主旨演讲中阐述了AI时代SSD的作用,并邀请NVIDIA合作伙伴上台介绍合作内容。主会场设有约3000个座位,现场盛况空前,约200人站立观看。

展台展示了面向GPU直接访问的超高IOPS SSD“GP1”、支持直接液冷的数据中心SSD“NX1”、支持PCIe 6.0的企业级SSD“CM10”、第10代BiCS FLASH及搭载“XL-FLASH”的CXL内存模块“XL1”等实机。GP1系列荣获FMS专业存储部门“最佳展品奖”。据悉,GP1的演示机在FMS前一周才完成,临时决定展出。

FMS展示

GP1 SSD

用NAND闪存弥补AI所需DRAM短缺

日本国家记忆科技内存事业部技术总监松寺克树介绍了AI市场现状及公司产品布局。

他指出,AI使用方式的变化导致数据量爆炸式增长。三年前,AI主要由少数先进用户使用,数据和生成内容仅限文本。如今,几乎所有人都在使用AI,数据类型扩展至图像、音频、视频等多模态。未来,AI调用AI的“代理AI”时代将带来更大数据增长。

然而,AI执行所需内存有限。2026年DRAM总容量约50EB(艾字节),闪存则达1000EB,差距巨大。单芯片最大容量方面,DRAM为32Gb,闪存高达2Tb,容量差距持续扩大。

因此,日本国家记忆科技提出用闪存补足DRAM无法满足的容量。传统观点认为闪存延迟高、写入次数有限,不适合作为主内存。但实际访问模式显示,频繁读写的数据仅占20%,其余80%几乎不被访问。在此条件下,将SSD置于与内存相近的层级,既能缓解DRAM容量不足,也能最大限度减少性能下降。

内存容量对比

传统NAND闪存延迟较高,难以像DRAM那样使用。为此,公司开发了低延迟高耐久的闪存“XL-FLASH”,读取延迟低于5微秒,写入次数达15万次。虽然15万次写入看似有限,但设计寿命为5年。

XL-FLASH虽实现了低读取延迟,但写入和擦除仍需时间。为此,公司开发专用控制器隐藏延迟,实现10微秒以下超低延迟,并结合支持CPU直接访问的CXL接口推出产品。具体隐藏延迟的技术细节尚未公开。

使用CXL内存模块时,比较相同容量(仅DRAM 225GB与DRAM 148GB+XL-FLASH 77GB)环境,性能保持超过95%。成本方面,混合环境容量是纯DRAM的两倍,性能提升1.3倍。

XL-FLASH示意

此前曾有NVDIMM-P方案,试图将NAND闪存作为DRAM使用,连接至主板DIMM插槽,但未见广泛产品化。随着设计更便捷的CXL标准出现,CXL成为主流。

NVDIMM-P示意

此外,未来SSD发展将侧重提升NAND闪存的能效。数据中心电力受限,除了提升比特密度,还需保证电力限制下的性能。大容量SSD需堆叠多颗芯片,芯片数量增加易导致接口性能下降。

第10代BiCS FLASH采用CBA(CMOS直接键合阵列)技术,将逻辑电路和存储单元晶圆分别制造后贴合,提升性能。单包容量最高达4TB,读取能效提升2倍,写入能效提升40%。

第10代BiCS FLASH

AI数据中心投资达7万亿美元,数据驱动变革

随后,SSD事业部的滨田诚介绍了SSD市场趋势。他引用预测称,到2030年,AI数据中心投资将达到7万亿美元(超过1000万亿日元),相当于一个国家的GDP规模。

AI模型开发进入成熟期,众多企业不断发布新模型,未来关键在于将模型推理转化为收益。AI处理从训练到推理工作负载不均,细分需求催生新SSD类别。

AI数据中心投资

在存储AI生成数据的归档层,虽然HDD容量增加,但性能密度不足,近线SSD在功耗和性能上逐渐替代HDD,QLC SSD预计在近线市场份额扩大。

需要大量导入训练数据的场景,采用大容量代表作245.76TB的“LC9”系列。该系列已开始出货,搭载于戴尔“PowerEdge R7725xd”服务器,单台容量接近9.8PB,适合AI数据摄取。

LC9 SSD

训练、推理、模型加载、检查点、RAG、上下文切换等场景需更高速PCIe 6.0带宽和高IOPS,针对该需求推出CM10系列,部分客户已开始样品出货。

最后,针对几乎GPU直连的NVIDIA“Storage-Next”方案,需极高IOPS和512B粒度访问,GP1系列满足需求。采用第二代XL-FLASH,512B访问下随机读取IOPS最高达1000万,2026年底开始样品出货,2027年量产,2028年目标扩展至1亿IOPS。

GP1 SSD

AI存储容量激增的原因之一是“Token化”。AI对数据进行Token化,附加数KB元数据,导致数据集容量膨胀100至1000倍。

AI数据中心如同工业革命中的生产线,将Token转化为答案,经济效益取决于产量和单位成本,关键在于如何高效利用GPU。

Token化示意

提升效率的关键是“上下文内存存储”。通过SSD保存上下文缓存,避免重复计算,GPU可专注生成新Token,Token生成速度提升5倍。

使用上下文缓存SSD可替代传统需5台GPU并行处理的任务,显著降低成本和功耗,成为SSD市场增长的重要动力。日本国家记忆科技为此推出“CM9”系列SSD,配合全线NAND闪存产品支持AI时代变革。

CM9 SSD