SSD的工業存儲創新之路

2018-09-14

     NAND是一種非易失性存儲,斷電后仍能保存數據工業存儲。NAND閃存在MP3播放器、相機和SSD中很受歡迎。在閃存的早期階段,研究人員在相同尺寸的硅片上增加了兩個維度的密度,同時穩步降低了每千兆比特的成本。這是通過減少數據單元的大小來實現的。

  ·單層單元(SLC,Single-Level Cell)結構,即每個單元有一個bit,其后是多層單元(MLC)和三層單元(TLC)設計。但隨著單元的收縮,維持其耐力變得更具挑戰性,性能增長開始放緩,因此其更進一步的盈利前景看起來似乎不太好。

  ·不過,閃存設計從二維進步到了三維。3D V-NAND閃存芯片可以使單元層垂直地疊加在一起,使得密度和功耗更低、讀/寫速度更快、耐力更強。

  ·3D NAND并不是SSD唯一的創新領域。存儲級內存(SCM)是一種新的持久存儲技術,市場上比較典型的產品有3D XPoint(英特爾)、Z-SSD(三星)等。它有時也被稱為持續內存(PMEM)。它支持以較小的大小編寫數據,并促進更快、更高效的讀/寫過程。這種內存技術的密度是普通閃存的10倍,比普通閃存快1000倍。

  ·另一個重要的發展是非易失性存儲器(NVMe)技術的出現。NVMe規范允許SSD使用高速PCIe總線來減少延遲、提高IOPS以及減少功耗。當與雙端口系統結合時,NVMe帶來了橫向擴展和縱向擴展的企業SSD架構。這將使非易失性的內存盡可能地接近處理器,與單個企業SATA SSD相比,其速度要快10倍。

  這種快速、非易失性存儲在某種程度上彌補了RAM和SSD之間的差距,性能價格比介于兩者之間。它可以像任何其他永久存儲設備一樣被操作系統訪問,也可以被部署在DIMM槽中,作為內存由操作系統訪問。

  最高容量:SSD VS HDD

  在很久以前,1 TB HDD的發布就可以說是一個大新聞了,而且HDD的容量一般比SSD要大。但這種情況很快就發生了戲劇性的變化。3D NAND SSD容量超過1 TB(2.5英寸)的現在已經很常見了,三星最近發布了30 TB的SSD,并發布了一個產品路線圖,計劃在2020年之前發布100 TB SSD。到那時,3D NAND將獲得企業SSD市場的最大份額。企業SSD容量每年增加一倍,已超過了HDD的容量增長。在順序讀取2000 MB/s、隨機讀取操中高達120k的IOPS,這樣的性能如今在NAND和V-NAND技術中已十分常見。

  高容量SSD對許多應用程序來說是有意義的,但不是全部。它們對云應用程序很有好處,例如,支持內容共享流量的視頻和媒體流,以及活躍的歸檔應用程序,在這些應用程序中,高度敏感的信息不會被覆蓋。但是,讀取密集型工作負載可能需要適當大小的持久性,以便為用戶提供數據吞吐量的一致性,以確保快速交付用戶請求的信息。這使得企業SSD在容量和性能之間達到平衡的需求越來越大。

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