Итоги 2022 года: SSD-накопители

Череду итоговых материалов на 3DNews завершает рассказ о том, что случилось в прошлом году с твердотельными накопителями. Но это вовсе не потому, что напоследок мы оставили самое интересное. В действительности 2022 год, как и предшествующий ему 2021-й, прошёл на рынке SSD достаточно скучно. Однако мы всё-таки смогли найти для этой статьи подобающее наполнение. Его обеспечила ситуация на рынке флеш-памяти, где разыгралась настоящая драма, приведшая производителей чипов NAND к необходимости идти на крайние меры. Но давайте обо всём по порядку.

⇡#Обвал, которого никто не ждал

Начало 2022 года не предвещало рынку флеш-памяти никаких особых потрясений. Аналитики ожидали планомерного снижения цен на несколько процентов за квартал, происходящего на фоне размеренного роста производства. Но в начале февраля на японском совместном предприятии Kioxia и Western Digital произошёл крупный инцидент: из-за химического загрязнения оказались испорчены 6,5 Эбайт (6 500 000 Тбайт) продукции — это примерно 10 % от суммарного объёма производства флеш-памяти всей индустрией за квартал. Утрата такого количества чипов NAND выглядела настоящей катастрофой. Даже по самым скоромным оценкам происшествие грозило как минимум разворотом ценового тренда.

Однако последствия были оперативно ликвидированы, а дальше произошло то, чего не ожидал, наверное, никто. После незначительного повышения цен на рынке начался полномасштабный обвал, спровоцированный ростом объёмов производства, с одной стороны, и значительным снижением спроса — с другой. Экономический кризис, повлекший за собой грандиозной глубины падение продаж компьютеров, смартфонов и другой «умной» техники, а также замедление роста облачных сервисов больно ударили по всей отрасли флеш-памяти. В третьем квартале цены на чипы NAND упали сразу на 30-35 %, а в четвёртом – ещё на 20-25 %. В результате чип TLC 3D NAND ёмкостью 512 Гбит, который ещё в начале года продавался на бирже заметно дороже $4, к концу года обесценился до $1,9.

Безучастно смотреть на происходящее производители флеш-памяти, естественно, не смогли. Большинство из них к концу года начало искусственно снижать объёмы выпуска продукции в надежде справиться с кризисом перепроизводства и обуздать снижение цен. Ситуация стала критической — пластины с флеш-памятью подешевели до уровня их себестоимости. Поэтому не стоит удивляться решительным мерам. Micron объявила о сокращении поставок на 20 %, Kioxia — на 30 %, а SK hynix урезала план по капитальным вложениям, направленным на расширение производства, более чем вдвое. Производители надеются, что благодаря предпринятым шагам цены на чипы NAND в первом квартале наступившего года упадут «всего» на 10-15 %, а не так, как в два предыдущих квартала. Впрочем, к компаниям, сделавшим ставку на снижение выпуска флеш-памяти, отказалась присоединяться Samsung, которая хочет воспользоваться сложившейся ситуацией для наращивания своей доли на рынке. Именно поэтому на полную остановку ценопада пока рассчитывать не приходится.

Происходящее с ценами оказалось настолько серьёзным, что смогло поколебать положение крупнейших игроков рынка. SK Group, в которую входит SK hynix и Solidigm (бывшие предприятия Intel), скатилась со второго на третье место из-за 40%-го падения продаж (по сравнению с 2021 годом), которое сложилось как из снижения цен (на две трети), так и из падения объёмов поставок (на треть). В результате рыночная доля SK Group сжалась до 19 %, в то время как опередившая её Kioxia увеличила свою долю c 19 до 21 %. Японский чипмейкер также потерял в продажах, но в меньшей степени — лишь на 23 %. Смягчило для Kioxia удар то, что ей удалось получить новые контракты с производителями смартфонов и благодаря этому потерять в выручке не так значительно, как остальные конкуренты. В целом же весь рынок флеш-памяти в денежном выражении за год сократился на 29 %, и можно сказать наверняка, что «тучные годы» для индустрии NAND пока что остались в прошлом.

Все эти тенденции, естественно, отражаются и на стоимости потребительских SSD. За один только четвертый квартал крупнооптовые цены опустились на 18-25 %, а прогноз на первый квартал — удешевление SSD ещё на 10-15 %. Но не стоит думать, что выгоду из обесценивания флеш-памяти извлекают только производители SSD. Розничные цены на накопители за прошедший год тоже серьёзно упали. Например, Samsung 980 Pro 1 Тбайт, стоивший в США в начале 2022 года $180, в конце года можно было купить на 45 % дешевле — уже за $100.

Ещё один пример — бюджетный накопитель WD Blue SN570 1 Тбайт. Год назад он стоил около $100, а сейчас продаётся за $70.

Американские цены в качестве иллюстрации происходящих процессов здесь выбраны потому, что в России стоимость SSD менялась в течение года под влиянием несколько иных факторов. Накопители сильно дорожали во втором квартале из-за сложностей с поставками, но к концу года, когда пути импорта более-менее нормализовались, цены всё-таки поддались глобальным тенденциям и стали ниже. Тот же Samsung 980 Pro 1 Тбайт в начале 2022-го стоил примерно 17 тыс. руб., в середине года его цена поднималась до 25-30 тыс. руб., а иногда даже выше, но зато теперь купить такой накопитель в отечественных магазинах возможно за 11-12 тыс. руб.

Так или иначе тенденция к удешевлению потребительских SSD имеет глобальный характер. Но при этом складывается парадоксальная ситуация — падение цен не приводит к росту потребления. Напротив, поставки твердотельных накопителей не только в денежном, но и в штучном и объёмном выражении тоже находятся в заметном минусе. Количество отгруженных в прошлом году накопителей по сравнению с 2021 годом упало на 10 %, а их суммарная ёмкость вообще не выросла и осталась на отметке 280 Эбайт. И дело тут не только в спаде на рынке ПК. Проникновение твердотельных накопителей в ПК в 2022 году достигло 92 %, то есть рынок насытился, и теперь данный показатель зависит прежде всего от динамики рынка в целом и будет расти, скорее всего, довольно скромными темпами. Нет заметного роста и в объёме приобретаемых SSD: пик продаж уже давно сместится на полутерабайтные накопители, которых с лихвой хватает подавляющему числу пользователей, а смещение интереса в сторону терабайтников идёт крайне медленно. Более того, для OEM-производителей установка в ПК SSD ёмкостью 1 Тбайт оборачивается дополнительными расходами, обусловленными увеличением стоимости лицензии Windows в таких конфигурациях. Поэтому к наращиванию ёмкостей SSD по большому счёту никто не стремится.

⇡#Вертикализация 3D NAND замедляется

Падение прибылей у производителей флеш-памяти привело и к замедлению прогресса. Вложения в НИОКР и техническое перевооружение естественным образом сокращаются, и производители начинают дольше держаться за имеющиеся техпроцессы, по возможности отодвигая переход на выпуск более плотных микросхем NAND. Тем не менее три из пяти производителей флеш-памяти смогли в течение 2022 года представить чипы NAND, перешагнувшие через отметку в 200 слоёв.

Первой в середине года анонсировала 232-слойную флеш-память компания Micron. Её чипы получили интерфейс со скоростью 2,4 ГГц, 77%-е улучшение пропускной способности при чтении по сравнению с прошлой версией памяти с 176 слоями, а также двукратный рост скорости записи. Плотность хранения данных в новых чипах Micron с 1-Тбит ёмкостью и TLC-организацией достигла 14,6 Гбит/мм², а физические габариты микросхем уменьшились до 11,5×13,5 мм, что позволит устанавливать их большее число в компактные M.2-накопители. На данный момент 232-слойная память Micron ещё не успела всплыть ни в каких серийных моделях SSD, но очевидно, что это произойдёт в самое ближайшее время. Очень большую ставку на такую память делает Phison в готовящихся к выходу PCIe 5.0 SSD на контроллере PS5026-E26, плюс освежить новой памятью свой флагманский накопитель P5 Plus обещал бренд Crucial.

Следом за Micron 238-слойную память анонсировала и SK hynix. Компания также ускорила интерфейс чипов до 2,4 ГГц, но, говоря о характеристиках, основной упор сделала на энергоэффективность, которая улучшилась на 21 % по сравнению с чипами прошлого поколения с 176 слоями. Известно, что плотность хранения данных в новой, 238-слойной памяти SK hynix составит 14,39 Гбит/мм², но выяснить, насколько она получилась удачной по комплексу характеристик, невозможно — пока она серийно не производится и существует лишь в виде инженерных образцов. Настоящий же приход такой 238-слойной TLC 3D NAND на рынок запланирован на первую половину наступившего года, причём производитель обещает, что внедрение начнётся с твердотельных накопителей.

Третьей компанией, объявившей о взятии рубежа в 200 с лишним слоёв, стала Samsung. Под конец года она представила 236-слойные чипы TLC 3D NAND, которые, так же как и у Micron, имеют повышенную до 1 Тбит ёмкость. Но, несмотря на это, Samsung не может похвастать лидирующей плотностью хранения данных — она составляет лишь 11,6 Гбит/мм². Однако гораздо хуже, что, как и в случае с 238-слойными чипами SK hynix, это чисто бумажный анонс. До массового внедрения 236-слойной памяти наверняка пройдёт ещё немало времени. Например, вышедший три месяца назад Samsung 990 Pro стал первым накопителем южнокорейского производителя, в который попала память прошлого поколения с 176 слоями. А она была анонсирована ещё в середине позапрошлого года.

Формально о выпуске 232-слойной памяти в прошедшем году объявил и ещё один производитель — китайская YMTC. В конце лета компания рассказала о готовности к выпуску 1-Тбит чипов TLC 3D NAND, построенных по фирменной технологии Xtacking 3, которая предполагает добавление в кристаллы методами 3D-монтажа с использованием сквозных соединений производимой отдельно управляющей логики. Однако к концу года стало понятно, что эту память мы, вероятно, не увидим, да и будущее присутствие YMTC на глобальном рынке чипов NAND теперь вызывает очень большие сомнения.

Дело в том, что в конце года Министерство торговли США включило YMTC в чёрный список как компанию, входящую в китайский военно-промышленный комплекс. Из-за этого она лишилась возможности закупать и обслуживать современное оборудование, создаваемое в США или с использованием американских технологий. Фактически это означает полную утрату YMTC доступа к современной литографии и, как следствие, выбывание из технологической гонки. Аналитики предсказывают, что к 2024 году YMTC полностью уйдёт с глобального рынка флеш-памяти и в лучшем случае будет вынуждена сосредоточиться на производстве планарных чипов NAND для внутренних нужд Китая.

⇡#Интересные SSD, которые вышли и которые не вышли

Прошлый год оказался скуп на интересные потребительские SSD, и главным событием стало то, что обещанные и широко разрекламированные накопители с интерфейсом PCIe 5.0 так и не появились на рынке. И это довольно печально, поскольку процессоры и материнские платы с соответствующим интерфейсом присутствуют на рынке с 2021 года, а AMD в новой платформе Socket AM5 даже сделала поддержку PCIe 5.0 SSD одной из центральных возможностей. Более того, в момент анонса Ryzen 7000 представители AMD уверенно говорили, что первое поколение PCIe 5.0 SSD на контроллере Phison E26 появится в ноябре. Однако сейчас на календаре январь, никаких PCIe 5.0 SSD в продаже нет, а компании, намеревавшиеся представить такие накопители, говорят теперь, что раньше второго квартала их ждать не стоит.

Задержка, по всей видимости, связана с желанием производителей добавить в свои продукты 232-слойную память Micron, которая только-только начинает массово поставляться. Без неё PCIe 5.0-накопители на контроллере Phison PS5026-E26 не могут предложить впечатляющего рывка в производительности, зато с ней они показывают скорость линейного чтения и записи 12 и 10 Гбайт/с соответственно — почти вдвое выше по сравнению с PCIe 4.0 SSD. Однако первое поколение накопителей на Phison E26 не сможет использовать все преимущества новой памяти Micron, довольствуясь частотой интерфейса 1,6 ГГц вместо 2,4 ГГц. Полноценные же конфигурации выйдут ещё позднее — в лучшем случае во второй половине 2023 года, когда Phison полностью адаптирует свой контроллер под 232-слойную TLC 3D NAND.

Впрочем, как бы Phison ни задерживала свою потребительскую PCIe 5.0-платформу, реальных альтернатив ей пока не видится. Другие разработчики платформ накопителей от выпуска продуктов с интерфейсом PCIe 5.0 находятся куда дальше, хотя подобная работа, безусловно, ведётся. Например, такая разработка есть у Silicon Motion, но её PCIe 5.0-контроллер SM2508, скорее всего, станет доступен для внедрения только в следующем году. Не просматривается близкого финала разработки и у PCIe 5.0-контроллера Innogrit IG5666, про который в последние несколько месяцев вообще не поступало никаких обнадёживающих новостей.

Если учесть ситуацию с освоением производителями SSD наиболее скоростной версии интерфейса PCIe, неудивительно, что все заслуживающие упоминания новинки 2022 года рассчитаны на PCIe 4.0. И более того, поскольку общедоступные платформы для PCIe 4.0, разработанные Phison, Innogrit и Silicon Motion, пошли в массы, недостатка в накопителях подобного рода нет, а многие такие модели просто повторяют друг друга и не обладают никакими особенностями, выделяющими их из общего количества. Иными словами, среди многочисленных PCIe 4.0 SSD, вышедших в течение прошлого года, есть совсем немного действительно любопытных продуктов. И первый среди них — Samsung 990 Pro.

Южнокорейская компания наконец-то смогла вернуть себе статус разработчика самых производительных потребительских SSD, с удержанием которого не смог справиться прошлый флагманский накопитель Samsung 980 Pro. Новый Samsung 990 Pro базируется на 8-нм контроллере Pascal и использует 176-слойную TLC 3D NAND, что делает его значительно быстрее предшественника и ставит на ступень выше всех остальных присутствующих на рынке PCIe 4.0 SSD. А с учётом серьёзно выросшей мелкоблочной производительности, Samsung 990 Pro имеет все шансы в реальных сценариях даже оказаться быстрее PCIe 5.0 SSD первого поколения.

Второй SSD, появление которого на прилавках невозможно обойти молчанием, — Kingston KC3000. С технологической точки зрения этот накопитель не представляет собой ничего особенного. Это обычный PCIe 4.0 SSD на платформе Phison E18 с 176-слойной TLC 3D NAND компании Micron, и подобные продукты выпускают все кому не лень. Но Kingston смогла предложить хорошую цену и наладила бесперебойные поставки в Россию, благодаря чему именно KC3000 оказался выгодным по отношению производительности к цене предложением и стал очень популярным у российских энтузиастов.

Впрочем, нужно понимать, что привлекательность Kingston KC3000 обуславливается прежде всего его ценой, поскольку любой из PCIe 4.0 SSD на современном восьмиканальном контроллере из троицы актуальных (Phison PS5018-E18, Innogrit IG5236 или SMI SM2264) при условии использования лучшей по состоянию на прошлый год 176-слойной TLC 3D NAND компании Miсron сможет обеспечить примерно такую же производительность, которую можно охарактеризовать эпитетом «субфлагманская».

Именно по этой причине в прошлом году выстрелил ещё один довольно неожиданный персонаж — Netac NV7000 не слишком известного китайского бренда. При покупке через AliExpress этот SSD оказывается крайне дёшев, но при этом в его основе лежат вполне достойные компоненты — «правильный» восьмиканальный контроллер Innogrit IG5236 и какая-то TLC 3D NAND, которая с довольно высокой вероятностью может оказаться «той самой» флеш-памятью Micron. В результате NV7000, наряду с перечисленными выше Samsung 990 Pro и Kingston KC3000, тоже можно включить в список знаковых для российских пользователей накопителей 2022 года.

Но не стоит думать, что все события на рынке SSD в прошлом году крутились вокруг низких цен (и выхода Samsung 990 Pro). Революция случилась в сегменте безбуферных PCIe 4.0 SSD — выяснилось, что они могут быть неожиданно быстрыми и в типичных пользовательских задачах почти не уступают полноценным SSD на восьмиканальных контроллерах. Первой это смогла наглядно продемонстрировать Innogrit, которая выпустила высокопроизводительный четырёхканальный безбуферный контроллер IG5220. Он сразу же нашёл применение в таких SSD, как ADATA Legend 840, HP FX900, Patriot P400 и другие. Однако ещё большее удивление вызвал появившийся чуть позже WD Black SN770 — безбуферный накопитель на собственной вертикально интегрированной платформе Western Digital. По быстродействию этот недорогой SSD в реальных сценариях работы вплотную приближается к Samsung 980 Pro, что заставляет полностью пересмотреть отношение к безбуферным моделям, опирающимся на технологию HMB. Теперь это отнюдь не компромиссное решение для ПК невысокого уровня.

Говоря о проявившихся в прошлом году тенденциях рынка SSD, нужно отметить и ещё одно приятное для пользователей явление. Производители стали постепенно отказываться от выпуска моделей, основанных на QLC-памяти. Снижение цен на TLC 3D NAND привело к тому, что экономия, достигаемая при выборе четырёхбитовой памяти в ущерб производительности и надёжности, стала в абсолютном выражении совсем незначительной. Поэтому большинство потребительских QLC-накопителей переехало в ультрабюджетный рыночный сегмент и почти перестало попадать на радары энтузиастов.

Однако не стоит думать, что QLC SSD покидают нас навсегда. В действительности производители флеш-памяти не отказываются от планов сделать именно этот тип памяти следующим мейнстримом, просто этот процесс, очевидно, займёт несколько больше времени. Тем более что в конечном итоге он завязан на рост максимальной ёмкости твердотельных накопителей.

В заключение стоит вспомнить и ещё об одном событии, всколыхнувшем унылый рынок твердотельных накопителей. В середине прошлого года внезапно выяснилось, что компания Intel приняла решение полностью забросить свой бизнес, связанный с памятью 3D Xpoint и накопителями Optane. В рамках «оптимизации» компания просто списала в убытки всё оборудование и складские запасы соответствующего подразделения на $0,5 млрд и таким образом поставила крест на семилетней истории инновационных накопителей на энергонезависимой памяти, использующей эффект фазового перехода вещества. Иными словами, оставшимся кое-где в продаже накопителям Optane 905P, P5800X и P1600X на смену уже ничего не придёт — теперь это раритеты.

⇡#Заключение

В конце хочется явно высказать простой практический вывод, который следует из всего сказанного выше: сейчас — очень подходящее время для покупки нового SSD. Кризис перепроизводства обрушил цены на твердотельные накопители, но так, очевидно, будет не всегда. Рынок флеш-памяти, как и обычной DRAM, цикличный, и вслед за периодом падения цен неминуемо последует их рост. Пока для него нет явных предпосылок, и кажется, что во время эпического падения продаж ПК им попросту неоткуда взяться, но в действительности это не совсем так. Производители флеш-памяти уже начали искусственно ограничивать поставки, а рост спроса на твердотельные накопители вполне в состоянии обеспечить дата-центры, лавинообразный рост потребностей которых может начаться в любой момент, например, на фоне расширения применений ИИ, развития стриминговых сервисов или роста интереса к метавселенным.

Иными словами, в ближайшие несколько месяцев падение цен на SSD так или иначе начнёт замедляться, а дальше вполне может последовать и разворот тренда. И необязательно это случится предсказуемо и рукотворно. Стихийные бедствия, способные в один момент перекроить весь рынок флеш-памяти (пожары, землетрясения, производственные аварии и проч.), происходят с завидной периодичностью.

Но кое-что в 2023 году мы можем гарантировать со стопроцентной вероятностью: 3DNews продолжит выпускать обзоры интересных новинок рынка SSD, а ровно через год мы предложим вам очередной ретроспективный взгляд на случившееся с флеш-памятью и твердотельными накопителями в целом.