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让半导体拯救存储 英特尔正在准备的存储大招   2016/6/2

在Windows 10环境中,将一个25GB的视频进行一次复制操作,整个过程只用了十几秒,复制的平均速度为2GB/s左右。从实际的应用效果来看,这一速度已经达到或超越了英特尔目前高端的PCI-E系列高端产品的表现。而根据英特尔公司高级副总裁、非易失性存储器解决方案事业部总经理Robert B. Crooke的介绍,这种新的存储介质在速度表现上还远不止于此,之所以有这样的表现完全是被NVMe接口所限制的结果。


        早在2015年7月,英特尔就向媒体介绍了一种新的存储介质。首先,这种存储介质是非易失性的;其次,这种介质相对于传统的NAND闪存能够降低90%的延迟。另外,在写入寿命上,这种介质也千倍于现有的TLC闪存。


        英特尔将这种介质取名为3D XPoint。


        小范围技术解析之后,英特尔并没有继续大肆宣传这种技术。而时隔9个月之后,英特尔公司高级副总裁、非易失性存储器解决方案事业部总经理Robert B. Crooke终于在IDF16上详细介绍了3D XPoint技术的最新动态。


        首先,除了宣传中的千倍于目前NAND闪存的速度之外,3D XPoint存储介质最大的优势在于超低的延迟。


        从现场展示的两张PPT来看,NVMe标准几乎可以彻底消除控制器层面的延迟,同时,也在一定程度上降低软件层面的延迟。而如果在NVMe标准中将普通的NAND闪存更换为3D XPoint,那么介质本身的延迟将从NAND的100微秒级别降低至10微秒级别。十分之一的超低延迟让3D Xpoint天生更适合数据库应用。


        同时,Robert B. Crooke也表示,未来,除了NVMe标准之外,3D XPoint还将推出DIMM形态的产品,该产品除了低延迟之外,还能够提供更高的接口贷款。目前,DIMM形态的3D XPoint样品已经交付给合作伙伴进行测试和研究。正式的量产会在2017年的某个时间点开始进行。


        当然,针对这种全新的形态,Robert B. Crooke也表示,新的DIMM形态具备更高的带宽和超低的延迟,更适合作为SSD存储介质之上的一个缓存层来存在。但由于这种形态实际上改变了整个计算机的存储结构,因此应用软件上的支持和优化也是必不可少的。换句话说,DIMM形态的3D XPoint虽然看上去美妙无比,但实际应用仍有比较长的路要走。


        英特尔对3D XPoint的规划


        这张PPT实际上能够更明确的展现出英特尔对3D XPoint技术的界定。在英特尔对未来整个计算机存储架构的定义中,最快的当然还是CPU内部的缓存(SRAM),其次是系统主内存(DRAM)。而新的3D XPoint的位置就在SSD和HDD之上,是一个新出现的存储层级。这样做的好处显而易见:可以有效的弥补DRAM和SSD之间巨大的性能鸿沟;而更多的层级也方便企业级用户更好的规划IT系统的性能。当然,更多的存储层级也会更加考验IT下游厂商和软件厂商的技术实力。


        关于3D XPoint我们凯时建议以下几点:

        1、目前的3D XPoint样品采用20nm左右的工艺进行制造;

        2、3D XPoint也是可以进行3D堆叠的;

        3、DIMM形态的3D XPoint存储单条容量目前为128GB;

        4、目前,DIMM形态的3D XPoint产品延迟约为DDR内存的3倍左右;

        5、DIMM形态的3D XPoint是配有散热片的,但散热片的体积并不夸张,在功耗上并不会很高;

        6、3D XPoint是非易失性的存储介质,掉电仍能保存数据。


        再次颠覆存储


        SSD的出现无疑颠覆了传统存储行业,而英特尔除了高端的3D XPoint技术之外还在准备面向主流SSD市场的3D NAND闪存产品(单颗粒容量高达380GB,性能约为普通2D NAND闪存的1.3倍)。高端与中端的两面夹攻,英特尔显然打算再次颠覆已有的存储市场格局。换句话说,英特尔正在积极发力,力求领导整个“半导体存储”潮流。



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