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美光揭示3D XPoint闪存原型,Facebook对商用兴趣浓厚

平面结构的NAND闪存已接近其实际扩展极限,给半导体存储器行业带来严峻挑战。三星3D V-NAND技术,Intel/美光:3D XPoint闪存,东芝/闪迪:BiCS技术,新式存储技术即将带来革命……

近日,在美国加州圣克拉拉举行的闪存峰会(Flash Memory Summit)上,美光科技(Micron)揭示了基于3D XPoint(相变存储)技术固态硬盘的性能数据。另外,其竞争对手东芝则展示了传统NAND闪存的进步,带来大数据分析平台技术——Flashmatrix。大客户Facebook在会上呼吁,厂商能够提供多种新类型的内存产品。ZCuesmc

美光在大会上展示,相较于目前的NAND SSD产品,搭载XPOINT内存芯片的固态硬盘原型,在通过第二代PCIe 3.0接口处理,写入速度更快小于20微秒,读取速度更快小于10毫秒。交付使用的四个PCIe通道器件高达每秒90万IOPS(每秒钟的随机输入/输出操作数),使用八个通道PCIe固态硬盘最高达到190万IOPS。
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美光固态硬盘Quantx比现在的NAND固态硬盘读写速度快10倍ZCuesmc

总体而言,美光承诺针对Quantx品牌产品将提供DRAM的四倍容量驱动器。相比于NAND,它将提供更低的十倍延迟,多达32个队列,10倍以上的IOPS。该公司还揭示了200〜1600GB密度固态硬盘的XPOINT数据,却没有对每bit成本和驱动器价格做出说明。ZCuesmc

自从去年,美光和英特尔联手发布3D XPoint,美光自身也一直对XPoint细节保持沉默,技术和产品依旧隐藏的很深。在美光看来,3D XPoint在读写性能、容量和价格总体上与DRAM、NAND之间还有差距,XPOINT暂时还不会取代NAND。
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美光四通道Quantx固态硬盘,90万IOPSZCuesmc

Facebook是测试过XPOINT产品的潜在少数客户之一。从Facebook一个主题演讲表看到,英特尔与美光如果可以提供产品的话,该公司的软件已经准备好尽快融入新的持久的存储系统构架,XPOINT的用途包括高速缓存和数据库应用。ZCuesmc

Facebook已经在调查各种可替代的存储器,包括相变和忆阻器类型。“这么多年过去,平面结构的NAND闪存已接近其实际扩展极限,还停留在早年探索及应用上,”Facebook技术总监Vijay Rao告诉与会者,“就技术本身而言,XPOINT明显快于NAND,英特尔公布的数据显示,XPOINT固态硬盘能够帮助Facebook,在数据库结构上提升性能。”
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Vijay RaoZCuesmc

在另一场由主题演讲中,东芝披露将传统NAND推到更高密度和性能水平的计划。东芝将在2017年推出具有16层垂直存储功能的0.5TB NAND单芯片,2019年推出具有32层垂直存储功能的2TB容量NAND颗粒。ZCuesmc

新型芯片将在2018-2020年搭载64-100TB的固态硬盘,旨在打造5-7美分/GB的成本,因此东芝新产品可能开始取代大型数据中心采用当今主流的硬盘阵列。
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东芝的路线图:2 TB存储容量的2020年之前的32层TSV NAND芯片ZCuesmc

另外,东芝目前已经提供QLC闪存芯片,构架支持4 bits/cell工作,为超过100 TB的SSD设计,最初使用的是第二代PCIe 3.0接口。同时,更低的功耗和更高的性能,一个这样的驱动器可以替代一打硬盘驱动器。东芝公司计划将2019年转移到第二代PCIe 4设计,已经开始与超大规模数据中心接触。ZCuesmc

事实上,三年前的Facebook就呼吁一个高容量低成本的一次性写入存储,比如在Facebook上无限期地保存图片。100TB的QLC固态硬盘可能满足需求,目前闪存和硬盘驱动器的成本也在下降。ZCuesmc

另外,东芝公布了自己的存储系统。该Flashmatrix包的24个64bit Atom C2550 CPU,FPGA加速器Xilinx K7和一个24TB闪存阵列,一个336 TB的ARAM阵列。这项新技术旨在解决针对高数据密集型应用程序的分布式系统愈加增长的实时/流媒体分析需求,适用于制造业,金融业,医疗和安全行业,针对谷歌或Facebook目前自行设计的存储阵列的大型数据中心。
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东芝表示,QLC驱动器可以被用来代替主流硬盘阵列
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