英伟达促存储业开发1亿IOPS存储:现有技术面临严峻挑战

作者
Anup S
8 分钟阅读

英伟达“亿级IOPS登月计划”:一场撼动科技投资组合的内存革命

在硅谷的一个数据中心里,工程师们正围在测试台旁,将原型存储设备推向极限。他们追逐的目标——惊人的每秒1亿次输入/输出操作(IOPS)——不仅仅是一个技术指标。这是英伟达(Nvidia)为保持其在人工智能领域的领先地位,并迫使计算机内存技术进行根本性革新而采取的最新战略举措。

对投资者而言,其影响远超英伟达自身,可能在未来几年重塑整个半导体行业的投资组合。

Nvidia (gstatic.com)
Nvidia (gstatic.com)

不可能的基准:一场内存军备竞赛的驱动力

目前最快的PCIe 5.0固态硬盘(SSD)峰值性能约为200万至300万IOPS——仅为英伟达目标值的3%左右。这种性能差距不仅仅是雄心勃勃;在现有技术下,这在数学上是不可能实现的。

“英伟达所要求的不仅仅是困难——它违反了当今NAND闪存的物理极限。”一位因与该GPU制造商有合作关系而要求匿名的资深存储架构师解释道。“即使在PCIe 6.0上,为了达到这些数字,你也会使多条通道达到饱和。这实际上是英伟达在告诉整个行业:要么创新,要么被淘汰。”

这一推动源于AI模型呈指数级增长,对小块随机读取产生了前所未有的需求——这正是当前存储技术表现最差的关键操作。像英伟达B200 GPU这样的现代AI加速器,提供高达每秒8TB的内存带宽,暴露出存储子系统是关键瓶颈。

铠侠XL-Flash:新内存竞赛中的先行者

日本内存巨头铠侠(Kioxia)已成为解决这一挑战的领跑者,正在开发一种采用单层单元(SLC)XL-Flash技术的“AI SSD”。工程样品预计将于2025年第四季度推出,2026年初进行试生产——这很可能与英伟达的下一代“Vera Rubin”平台同步。

XL-Flash硬盘旨在提供超过1000万IOPS的性能,读取延迟低至3-5微秒——与当前SSD相比,这是一项显著的改进,但仍远低于英伟达的“登月计划”目标。

“铠侠本质上正在构建过渡技术。”一家大型投资公司的内存分析师指出。“他们已经接受了单设备1亿IOPS的实现还需要数年时间,但他们的XL-Flash为AI集群提供了足够的性能提升,足以证明近期资本支出的合理性。”

铠侠的股价今年迄今已上涨32%,继其2024年12月以1,440日元在东京证券交易所上市后,这反映了投资者对其AI存储战略的信心。

物理学难题:为何实现1亿IOPS需要彻底革新内存技术

达到1亿IOPS的技术挑战是艰巨的。当前基于NAND的路线图似乎在2000万IOPS左右停滞不前,这是由于单元级开关时间和物理封装限制等根本性制约。

内存行业领导者之间已形成一个显著共识:真正的解决方案需要全新的存储级内存(SCM)技术,具有亚微秒级延迟,擦写寿命超过10亿次,并且成本在NAND闪存的5倍以内。

英特尔的傲腾(Optane)技术曾一度被视为完美的选择,但随着其停产(最终固件更新将于2025年3月结束),该领域已一片空白。

“我们正在关注一个双轨演进。”一家半导体设备供应商解释道。“NAND加控制器组合将在2027年前逐步接近2000万IOPS,而MRAM或ReRAM等专用SCM技术将通过CXL接口充当超高速缓存。1亿IOPS的数字只有通过智能互联架构才能在系统层面实现。”

资本配置的战场:赢家与输家

对投资者而言,这种技术颠覆创造了一个复杂的机遇与风险并存的格局。市场分析表明有四种潜在情景,其中最可能的是一种混合方法,即传统闪存达到约2000万至3000万IOPS,而专用内存模块处理性能差距。

美光科技(纳斯达克代码: MU)成为潜在的主要受益者。目前股价为126.74美元,美光提供了对高带宽内存和NAND闪存规模的独特敞口。其2024财年的重置使其有望在2025-2027财年实现利润率提升。

西部数据(纳斯达克代码: WDC),目前股价为62.59美元,在其与铠侠的合资企业以及XL-Flash技术的获取方面,提供了战术性机遇。其HDD部门预计将于2026年初分拆为“W Digital Storage Co.”,如果XL-Flash成功量产,可能会引发估值倍数的提升。

较小的参与者,如慧荣科技(纳斯达克代码: SIMO),股价72.53美元,以及Everspin Technologies(纳斯达克代码: MRAM),股价6.24美元,提供了专业的投资机会。慧荣的控制器知识产权被认为是超高通道设计的关键,而Everspin作为唯一的批量MRAM供应商的地位,使其成为潜在的颠覆者,尽管存在小盘股流动性方面的担忧。

超越地平线:战略性投资布局

行业催化剂日历揭示了未来的关键转折点。2025年8月的Hot Chips大会将深入探讨铠侠的控制器,揭示通道数量和功耗预算。11月的SC25贸易展有望首次公开展示SMART的E3.S CXL-MRAM技术。

“聪明的资金不会押注于单一赢家。”一位专注于半导体投资的投资组合经理建议道。“它正在构建一种杠铃策略——在美光等可扩展内存领导者中建立核心头寸,围绕XL-Flash里程碑对西部数据进行战术性配置,并对MRAM等突破性技术进行小额投机性配置。”

对于专业交易者而言,机会在于认识到英伟达的1亿IOPS目标更像是一个强制性功能,而非仅仅是产品规格——迫使内存生态系统宣告其物理极限并加速下一代开发。

投资论点很明确:增持可扩展内存领域的领导者,保持对控制器创新领域的战术性配置,并建立对颠覆性存储级内存技术的战略性选择,这些技术可能重新定义整个AI基础设施堆栈。


本文仅供参考,不应被视为投资建议。过往业绩不代表未来表现。读者应咨询财务顾问以获取个性化指导。

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