SanDisk NAND roadmap: bộ nhớ bước vào kỷ nguyên AI-centric
SanDisk NAND roadmap là kế hoạch phát triển các thế hệ bộ nhớ flash BiCS9, BiCS10, BiCS11 và xa hơn, kết hợp với chuẩn High Bandwidth Flash nhằm tăng mật độ, băng thông và hiệu quả năng lượng để đáp ứng nhu cầu lưu trữ và suy luận của hạ tầng trí tuệ nhân tạo quy mô lớn.
Ý nghĩa lớn nhất của lộ trình mới là SanDisk không còn coi NAND chỉ là bộ nhớ lưu trữ giá rẻ, mà xem đây là vũ khí chiến lược cho “Memory-Centric AI” – giai đoạn mà hiệu năng hệ thống bị giới hạn bởi dữ liệu và băng thông, chứ không chỉ bởi FLOPS của GPU. Việc công bố BiCS9, BiCS10, BiCS11 cùng kế hoạch BiCS12, BiCS13 cho thấy hãng đặt cược dài hạn vào bộ nhớ flash thế hệ mới với dung lượng và hiệu suất đủ nuốt trọn workload AI trong trung tâm dữ liệu. Đây là bước xoay trục rõ ràng: ai kiểm soát được lớp nhớ gần GPU sẽ kiểm soát biên lợi nhuận trong hạ tầng AI.
BiCS9 và BiCS10: hai nhánh công nghệ cho consumer và enterprise
BiCS9 BiCS10 công nghệ không phải là hai phiên bản gần giống nhau, mà là hai triết lý hoàn toàn khác: BiCS9 là bước đi “lai” giá tốt, BiCS10 là đường thẳng hiệu năng cao cho doanh nghiệp. BiCS9 dùng các ô nhớ (cell) của BiCS8 nhưng kết hợp với giao diện mới của BiCS10, dựa trên kỹ thuật CBA – tách vùng nhớ và logic trên hai wafer rồi ghép lại bằng wafer bonding để tái sử dụng công nghệ cũ với chi phí thấp hơn. Fortan BiCS9 được định vị cho sản phẩm consumer, trong khi BiCS10 với mật độ và hiệu năng cao nhất nhiều khả năng dành cho phân khúc enterprise.
Điểm đáng chú ý là BiCS9 không hề “rẻ mà chậm”. Phiên bản BiCS9 QLC 2 Tbit được công bố tăng tới 150% tốc độ ghi và 75% tốc độ đọc so với BiCS8 QLC 2 Tbit, trong khi giao diện NAND đạt 4,8 Gbit/s, nhanh hơn một phần ba so với BiCS8. Đồng thời, hiệu quả năng lượng khi đọc tăng 40% và khi ghi tăng tới 85%. Đây là những con số cho thấy consumer SSD trong vài năm tới có thể mát hơn, nhanh hơn và bền bỉ hơn, dù vẫn dựa trên “xương sống” công nghệ cũ.
BiCS11, BiCS12, BiCS13: chiến lược dài hơi cho mật độ và hiệu năng
Nếu BiCS9 là giải pháp lai, thì BiCS11 sẽ quay lại làm một bước tiến “chuẩn bài” trên SanDisk NAND roadmap: cả vùng lưu trữ lẫn mạch logic đều chuyển sang công nghệ mới. Điều này quan trọng vì nó đặt nền cho những thế hệ sau, thay vì chỉ là bản vá tối ưu chi phí như BiCS9. Từ góc độ chiến lược, việc SanDisk đã sớm nhắc đến cả BiCS12 và BiCS13 cho thấy họ có kế hoạch mở rộng bit per wafer mạnh mẽ qua từng thế hệ, ngoại trừ các bước đệm lai như BiCS9.
Trong 25 năm, NAND của hãng đã đi từ MLC phẳng 1 Gbit lên BiCS10 QLC 3D NAND 2 Tbit, một bước nhảy khổng lồ về dung lượng trên mỗi chip. Với BiCS10 QLC, SanDisk tuyên bố mật độ lưu trữ cao nhất thị trường cùng thiết kế 6-plane giúp die nhỏ hơn rõ rệt so với BiCS8 QLC. Về bản chất, BiCS11 và các thế hệ tiếp theo là lời cam kết rằng NAND vẫn tiếp tục co nhỏ và tăng bit, bất chấp bức tường vật lý đang đến gần. Ai trễ nhịp ở tầng NAND sẽ bị bỏ lại trong cuộc đua lưu trữ AI.
High Bandwidth Flash: lớp nhớ mới cạnh GPU cho AI storage giải pháp
High Bandwidth Flash (HBF) là mảnh ghép táo bạo nhất trong chiến lược AI storage giải pháp của SanDisk. HBF được mô tả như “bản song sinh” của High Bandwidth Memory, nhưng thay vì DRAM, HBF xếp chồng NAND Flash nhiều tầng với giao tiếp rất rộng để tăng mạnh băng thông và dung lượng trên diện tích nhỏ. HBM thắng về độ trễ, còn HBF thắng về dung lượng, và mục tiêu là đặt HBF sát GPU để bổ sung cho HBM trong các bộ tăng tốc AI – nơi mô hình ngôn ngữ lớn chỉ thực sự phát huy khi có kho dữ liệu khổng lồ bên cạnh.
Trong bối cảnh workload AI đang dịch từ giai đoạn huấn luyện sang suy luận, nhu cầu hệ thống truy cập bộ dữ liệu khổng lồ với độ trễ thấp là áp lực ngày càng lớn. SanDisk gọi đây là giai đoạn “Memory-Centric AI” mà HBF muốn phục vụ. Theo ví dụ nội bộ, một cấu hình dùng HBF có thể đạt hiệu năng suy luận tương đương giải pháp chỉ dùng HBM nhưng với một nửa số lượng GPU, tương đương nhân đôi hiệu quả GPU. Nếu kịch bản này trở thành thực tế, bản chất TCO của cụm GPU AI sẽ thay đổi, và ngân sách sẽ dịch dần từ GPU sang hệ nhớ gần GPU.
Tape-out HBF, vai trò Jim Keller và tác động thực tế tới người dùng
Về tiến độ, SanDisk và đối tác đã công bố đặc tả HBF đầu tiên thông qua một tổ chức mở tại hội nghị chuyên ngành về tương lai bộ nhớ và lưu trữ, và gần đây xác nhận bản HBF đầu tiên đã hoàn tất tape-out; các mẫu chip suy luận HBF dự kiến đến năm 2027 mới xuất hiện. Song song, BiCS9 và BiCS10 đã bắt đầu được gửi mẫu từ tháng 7, báo hiệu SSD tiêu dùng và enterprise thế hệ mới sẽ dần xuất hiện trước khi HBF thương mại hóa.
Để bảo đảm HBF không chỉ là bản vẽ đẹp, SanDisk mời thêm Jim Keller vào hội đồng kỹ thuật, bên cạnh những cái tên như David Patterson và Raja Koduri. Keller được xem là kiến trúc sư chip huyền thoại với dấu ấn Zen của AMD và kinh nghiệm tại Apple, Intel, Tesla, hiện là CEO một startup AI. Sự hiện diện này cho thấy HBF sẽ được thiết kế rất sát với kiến trúc GPU/AI accelerator, chứ không chỉ là một loại NAND nhanh hơn. Về phía người dùng, dù họ không nhìn thấy “BiCS nào” trên hộp sản phẩm, họ sẽ hưởng lợi từ SSD consumer mát hơn, nhanh hơn, và dịch vụ AI trên đám mây đáp ứng tức thì hơn – tất cả đều là hệ quả trực tiếp của lộ trình NAND đang được vạch ra hôm nay.
