Không dùng dây điện truyền dữ liệu, công nghệ SSD mới từ Nhật Bản sẽ sử dụng… ánh sáng

Kioxia – nhà sản xuất SSD hàng đầu cho cả người dùng cá nhân và doanh nghiệp – xác nhận đã hoàn thiện phát triển SSD PCIe 5.0 thế hệ mới sử dụng công nghệ quang học. Trong một thông báo chính thức, Kioxia cùng đối tác AIOCore và Kyocera đang nỗ lực nâng cao khả năng tương thích của SSD quang học này với các nền tảng máy chủ, đặc biệt phục vụ khối lượng công việc nặng như trí tuệ nhân tạo tổng quát (generative AI) và xử lý dữ liệu lớn. Đây là bước đột phá hứa hẹn định hình lại trung tâm dữ liệu hiện đại với hiệu suất cao và tiết kiệm năng lượng vượt trội. Dự án SSD quang học bắt nguồn từ một nguyên mẫu PCIe 4.0 của Kioxia, tích hợp mô-đun quang-điện Optinity từ IOCore. Qua thử nghiệm, hệ thống quang học này đạt tốc độ PCIe Gen 5 (32 GT/s x 4 lane), gấp đôi băng thông của PCIe 4.0 (16 GT/s), cho phép nguyên mẫu “vượt cấp” vận hành ở chuẩn 5.0. Kioxia khẳng định kết nối quang học duy trì tốc độ đa gigabyte mỗi giây mà không suy hao ngay cả qua khoảng cách xa. Đây là ưu điểm vượt trội so với kết nối điện truyền thống. Dự án nằm trong sáng kiến JPNP21029, được tài trợ bởi NEDO (Tổ chức Phát triển Công nghệ Công nghiệp và Năng lượng Mới Nhật Bản) dưới Quỹ Đổi mới Xanh. Mục tiêu là phát triển công nghệ tiết kiệm hơn 40% năng lượng so với trung tâm dữ liệu hiện tại, hướng đến các “trung tâm dữ liệu xanh” thế hệ tiếp theo được thiết kế với SSD quang học làm trung tâm.

Không giống SSD truyền thống dùng dây điện, SSD quang học của Kioxia tận dụng ánh sáng để truyền dữ liệu, mang lại nhiều ưu điểm:

• Kết nối quang học hỗ trợ SSD hoạt động cách CPU đến 40 mét mà vẫn giữ nguyên hiệu suất PCIe 5.0. “Bạn có thể đặt cụm SSD trong phòng mát riêng, cách xa CPU nóng bỏng,” một kỹ sư của Kioxia giải thích. Điều này tối ưu hóa quản lý nhiệt và giảm nhu cầu làm mát gần CPU.
• Công nghệ quang học tạo ít nhiệt hơn do không có điện trở, giảm tiêu thụ điện cho làm mát – một yếu tố ngốn đến 30% năng lượng trung tâm dữ liệu (DataCenter Dynamics, 2024).
• Cáp quang mỏng hơn và đầu nối nhỏ hơn so với dây điện, mở đường cho SSD kích thước nhỏ hơn trong tương lai, đồng thời tăng mật độ bố trí trong máy chủ.

Hiệu suất quang học dường như không có giới hạn. Cadence đã chứng minh tốc độ PCIe 7.0 (128 GT/s) trên nền tảng quang học, gợi ý tiềm năng nâng cấp SSD lên các chuẩn cao hơn mà không cần thay đổi lớn về phần cứng.

Trung tâm dữ liệu hiện đại đối mặt với bài toán nhiệt độ và năng lượng khi xử lý khối lượng công việc AI khổng lồ – như huấn luyện mô hình GPT-5 tiêu tốn hàng trăm MW. SSD quang học của Kioxia giải quyết vấn đề này bằng cách tách cụm lưu trữ ra khỏi khu vực CPU nóng, giảm tải hệ thống làm mát và cải thiện hiệu suất tổng thể. “Đây là bước ngoặt cho các trung tâm dữ liệu chật chội, ngốn điện,” một nhà phân tích từ Tom’s Hardware nhận định.

Hơn nữa, SSD quang học giảm nhiễu điện từ (EMI) nhờ loại bỏ tín hiệu điện dẫn, đảm bảo độ ổn định khi chạy các tác vụ nhạy cảm như huấn luyện AI. Với băng thông 128 GB/s (PCIe 5.0 x4), sản phẩm này sẵn sàng cho các ứng dụng đòi hỏi tốc độ cực cao.

Kioxia hợp tác với AIOCore (cung cấp thiết bị hội tụ quang-điện tử) và Kyocera (phát triển mô-đun Optinity) để hoàn thiện SSD. Các thử nghiệm tương thích với máy chủ AI đang được tiến hành, nhưng rào cản lớn nhất là sự sẵn sàng của hạ tầng trung tâm dữ liệu. “Hầu hết máy chủ hiện tại chưa hỗ trợ lưu trữ quang học,” Kioxia thừa nhận. Khi phần cứng thế hệ mới bắt kịp, SSD quang học doanh nghiệp của Kioxia mới có thể ra mắt thị trường.

Dù ngày phát hành chưa được công bố, Kioxia ám chỉ sản phẩm sẽ nhắm đến phân khúc doanh nghiệp trước, với tiềm năng mở rộng sang người dùng cao cấp sau khi công nghệ trưởng thành. “Chúng tôi đang đặt nền móng cho tương lai lưu trữ,” đại diện Kioxia nhấn mạnh.

Dự án phù hợp với xu hướng “xanh hóa” công nghệ toàn cầu. NEDO nhắm đến giảm 40% năng lượng trung tâm dữ liệu vốn chiếm 2% điện năng thế giới. Trong khi đó, các đối thủ như Samsung và Western Digital vẫn tập trung vào SSD điện PCIe 5.0 truyền thống, Kioxia đang đi tiên phong trong lĩnh vực quang học, tận dụng thế mạnh sản xuất NAND từ Toshiba cũ và hỗ trợ từ chính phủ Nhật.

#KIOXIA