Microchip新一代SSD控制器应对AI与ML应用

Microchip正透过自家控制器技术以及为边缘应用打造低功耗记忆体内运算技术的子公司，来因应人工智慧(AI)挑战。
Microchip支援PCIe Gen 5 NVMe 2.0的固态硬盘(SSD)控制器Flashtec NVMe 4016，透过16个高速可程式化NAND快闪记忆体通道，在速度与馈送方面取得进展，速度高达2,400 MT/s，并提供14 GB/s的传输量和超过300万IOPS (Input/Output Operations Per Second)。它还支援所有最新储存和高性能运算应用，包括分区命名空间(Zoned Name Spaces，ZNS)。
Microchip资料中心解决方案产品管理副总监Samer Haija表示，ZNS仍然被认为是利基技术，不过该公司确实看到以其控制器为基础的部署有所增加；“ZNS是颇具前景的技术，但迄今其市场接受度仍然有限，主要是因为需要更高阶的产品方可实现大规模运作。”
不过Haija也指出，要让ZNS市场起飞，SSD与应用程式供应商还需要开发一套标准、工具和驱动程式，以便在更多资料中心利用该技术；“我们看到Samsung与WD (Western Digital)都宣布推动该领域的标准化，令人振奋。”
虽然速度和性能对满足AI需求至关重要，快闪记忆体也面临新的压力；一项颇具挑战性的控制器技术可以帮助舒缓后端的NAND管理。Flashtec NVMe 4016的可程化架构，使SSD开发人员能够透过韧体客制化来最佳化产品差异化，还包括一个新的可程化ML引擎，能在AI和ML应用中支援各种图案识别和分类功能。
该ML引擎由输入层、0个或更多隐藏层(hidden layers)和一个输出层组成；该引擎还包含一个输入层，负责从外部来源接收输入，隐藏层在位于内部包含权重(weights)和偏置(biases)的神经元帮助下，负责分析资料并执行学习过程。
以这些权重和偏置为基础，神经元在达到一个阈值时会被启动，输出层提供预测的输出。NVMe SSD中的韧体与ML引擎介接，以发送模型配置、输入和训练资料，并接收最终输出。韧体利用来自ML引擎的输出来执行AI动作。
“SSD通常是为合成和泛用工作负载而设计的，而大多数SSD设计团队实现的SSD和媒体管理演算法，并不完全能意识到SSD生命周期中会经历的资料流量；”Haija表示：“无论SSD承担的工作负载是什么类型，控制器中的AI引擎能支援即时NAND管理演算法适应。”
Microchip专有引擎释放了控制器中的运算资源，同时间它仍然足够泛用，可开发不挑应用的AI/ML应用程式，并在不影响资料完整性的情况下，平衡性能、功率、成本和易用性。Microchip的SSD控制器业务是聚焦资料中心的更广泛解决方案之一部分；其解决方案在AI应用之外，还包括PCIe交换器和结构、PCIe/CXL重计时器和串列记忆体控制器。
记忆体内运算
在此同时，Microchip的子公司SST (Silicon Storage Technology)的焦点是集中在支援记忆体内运算(computing-in-memory)技术的AI应用，该技术旨在消除资料通讯瓶颈，此外与在网路边缘执行AI语音处理相关。
SST的SuperFlash memBrain神经形态记忆体解决方案，已成功应用于中国业者知存科技(Witinmem)的超低功耗SoC，该晶片采用记忆体内运算技术，支援神经网路处理，包括语音辨识、声纹识别、深度语音降噪、场景侦测和健康状态监测。