生成式AI與大語言模型持續推升運算系統對記憶體容量及傳輸頻寬的需求，促使NAND快閃記憶體業者探索傳統SSD以外的新產品形態。SanDisk、鎧俠（Kioxia）正分別發展高頻寬快閃記憶體（High Bandwidth Flash，HBF）、高頻寬SSD及AI SSD，目標是在特定AI工作負載中，以相對較低成本提供額外可用記憶體容量，作為DRAM或HBM高頻寬記憶體的補充，甚至部分替代方案。
雖然兩家公司均以提高NAND資料傳輸能力為核心，但SanDisk的HBF採取類似HBM的晶片堆疊與封裝整合設計；鎧俠則先以新型SSD控制器互連架構提高頻寬，後續規劃與GPU直接連接的AI SSD。兩條路線的部署位置、介面及技術挑戰並不相同。
SanDisk：以堆疊式NAND打造HBF
SanDisk的HBF主要鎖定AI推論環境，定位為現有GPU搭載HBM的延伸或替代記憶體選項。其基本構想是將NAND快閃記憶體改造成具備更高I/O頻寬的堆疊式元件，以擴大GPU可存取的記憶體容量。
在傳統NAND架構中，數萬個儲存單元通常組成大型陣列，並共享單一I/O通道。SanDisk的設計則將儲存單元劃分為多個較小陣列，讓各個小型陣列配置獨立I/O通道，藉此提高整體並行傳輸能力。
實體封裝方面，HBF採用與HBM相近的垂直堆疊概念。SanDisk規劃將16層3D NAND裸晶堆疊，先與邏輯晶片（Logic Die）連接，再透過中介層基板與GPU連接；堆疊內的快閃記憶體晶片則利用矽穿孔（Through-Silicon Via，TSV）互連。
SanDisk宣稱，HBF可在達到至少數百GB/s、與HBM相近的頻寬水準下，以相似成本提供8倍至16倍容量。公司預計於2026年下半年推出首批HBF樣品，採用HBF的AI設備則預定在2027年初上市。SanDisk也正與HBM主要供應商SK海力士合作推動標準化，期望建立HBF的業界規格。
晶片級整合帶來可靠性與生態系挑戰
HBF若要部署於GPU系統，仍須取得GPU供應商深度合作，原因在於其與GPU之間並非一般儲存裝置的標準介面連接，而是晶片層級的整合。
控制器業者FADU指出，SanDisk式HBF還面臨數項技術與市場障礙。首先，GPU運作時產生的高溫可能超出NAND快閃記憶體耐久性所適合的範圍，對可靠性與產品壽命形成壓力。
其次，TLC與QLC NAND的寫入耐久性遠低於DRAM，可能限制HBF在頻繁寫入的AI推論工作負載中的使用壽命。第三，不同NAND類型間相容性有限，而HBF屬於新的快閃記憶體產品類別，需要搭配新控制器。FADU認為，對第三方NAND控制器供應商而言，HBF是否能形成具規模且具吸引力的控制器市場，仍存在不確定性。
鎧俠高頻寬SSD：以菊花鏈降低控制器連接複雜度
鎧俠於2025年8月底公布一款高頻寬SSD，該產品是在日本新能源產業技術綜合開發機構（NEDO）委託計畫下開發，主要面向為行動裝置與物聯網設備提供服務的邊緣運算伺服器。
邊緣伺服器通常受到成本與空間限制，能配置的DRAM容量有限。鎧俠希望透過高頻寬SSD提供額外記憶體空間，作為DRAM的輔助資源。
一般SSD架構中，一個控制器會透過多條平行通道連接多個快閃記憶體模組。當模組數量與通道數增加，連接架構的複雜度升高，也可能使控制器處理能力趨於飽和。
鎧俠的原型產品改為讓每一個快閃記憶體模組配置個別控制器，再以菊花鏈（Daisy-Chain）方式串接並連往主機介面。該公司表示，這種架構可降低連接複雜度，且增加模組數量時不會降低頻寬，並有助於擴充容量。此外，快閃記憶體與控制器之間改採串列式PAM4編碼，以增加單次訊號傳輸可承載的資料量。
5TB原型達64GB/s，但通道數影響比較結果
鎧俠表示，其5TB高頻寬SSD原型搭配PCIe 6.0 x8介面時，資料傳輸率可達64GB/s。作為比較，目前市場上的PCIe 6.0 SSD產品之一，美光9650 SSD採PCIe 6.0 x4介面，最大資料傳輸率為28GB/s。
以總傳輸率計算，鎧俠原型的64GB/s確實高於28GB/s一倍以上；但兩者使用的PCIe通道數不同，分別為x8與x4。若換算為平均每通道傳輸率，鎧俠方案相較美光產品的增幅約為14%。這表示菊花鏈架構與PAM4編碼雖可改善內部互連與擴充方式，但若要取得顯著高於既有SSD的總頻寬，仍須搭配較多的傳輸通道。
| 產品或技術 | 主要定位 | 連接方式 | 已公布指標或時程 |
|---|---|---|---|
| SanDisk HBF | 補充或替代GPU HBM，用於AI推論記憶體擴充 | 16層3D NAND堆疊、TSV、中介層與GPU整合 | 宣稱可提供相近HBM頻寬及8至16倍容量；2026年下半年樣品、2027年初設備上市 |
| 鎧俠高頻寬SSD | 擴充邊緣運算伺服器可用記憶體 | 各NAND模組配置控制器，以菊花鏈串接；PCIe 6.0 x8 | 5TB原型資料傳輸率64GB/s |
| 鎧俠AI SSD | 生成式AI工作負載中的HBM補充或部分替代 | 規劃透過PCIe 7.0與GPU直接連接 | 目標1億IOPS；預定2027年推出 |
鎧俠規劃GPU直連AI SSD，與Nvidia合作
在高頻寬SSD之外，鎧俠於2025年9月初透露，正與Nvidia合作開發可直接連接GPU的AI SSD。鎧俠預期該產品效能將達到現有SSD的100倍、每組可提供1億IOPS，並支援PCIe 7.0，預定於2027年推出。
鎧俠表示，Nvidia提出GPU直連AI SSD需達到2億IOPS的要求，預計可由兩組AI SSD共同滿足。依鎧俠的定位，這類儲存裝置可在生成式AI工作負載中部分替代HBM記憶體的角色。
不過，AI SSD的具體存取模型尚未公開。從既有說明推測，其可能由兩組AI SSD透過PCIe 7.0直接連接單一GPU。相較現有PCIe 5.0 SSD，在相同通道數下，PCIe 7.0可提供至少4倍傳輸頻寬。
另一方面，AI SSD也可能採取類似CXL擴充記憶體的運作型態，透過PCIe進行記憶體存取，而非僅使用NVMe協定提供傳統區塊儲存服務；但此一細節尚待鎧俠公布更多技術資料確認。
HBF與AI SSD的競合關係
鎧俠AI SSD與SanDisk HBF皆瞄準生成式AI系統的HBM容量與成本問題，應用方向存在重疊。不過，SanDisk HBF透過中介層進行晶片級GPU整合，理論上可取得更接近HBM的資料傳輸路徑；鎧俠AI SSD則經由PCIe 7.0介接GPU，預期頻寬可能低於HBF，但也避免將NAND直接置於GPU高溫環境所造成的耐久性問題。
鎧俠AI SSD另一項重要條件是與Nvidia合作。由於這類產品的實際價值高度依賴GPU端整合、軟體堆疊及記憶體存取支援，與GPU供應商共同開發，將有助於降低導入障礙。不過，這些新型快閃記憶體產品能否真正成為HBM與DRAM的有效補充，仍將取決於實際延遲、耐久性、軟體相容性、散熱設計與整體系統成本等後續驗證結果。
