SSD 2.0：相變內(nèi)存將挑戰(zhàn)NAND閃存？

從70年代開始，相變內(nèi)存(PhaseChangeMemory，PCM)就開始成為一個(gè)熱議話題，由于其高讀取/寫入速度、低易失性和高存儲密度而成為可能取代磁性存儲介質(zhì)的選擇?，F(xiàn)在，相變內(nèi)存被認(rèn)為是繼NAND閃存后的下一代技術(shù)，因?yàn)樗梢詮浹a(bǔ)NAND技術(shù)的不足以及傳統(tǒng)硬盤的瓶頸。

從70年代開始，相變內(nèi)存(PhaseChangeMemory，PCM)就開始成為一個(gè)熱議話題，由于其高讀取/寫入速度、低易失性和高存儲密度而成為可能取代磁性存儲介質(zhì)的選擇。現(xiàn)在，相變內(nèi)存被認(rèn)為是繼NAND閃存后的下一代技術(shù)，因?yàn)樗梢詮浹a(bǔ)NAND技術(shù)的不足以及傳統(tǒng)硬盤的瓶頸。

IBM科學(xué)和技術(shù)部門經(jīng)理SpikeNarayan表示：“相比NAND和傳統(tǒng)硬盤驅(qū)動(dòng)器來說，相變內(nèi)存有很多優(yōu)點(diǎn)。首先，相變內(nèi)存相對來說是一種高性能組件。第二，相變內(nèi)存是非易失性的，而且可以節(jié)約能源。當(dāng)沒有信息讀取或者寫入的時(shí)候，就沒有能源消耗。這一點(diǎn)很重要，尤其是當(dāng)越來越多的數(shù)據(jù)中心需要節(jié)能存儲的時(shí)候。第三，相變內(nèi)存的寫入持久性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于NAND?，F(xiàn)在，NAND閃存的生命周期大約在10000到100000個(gè)寫入周期，相變內(nèi)存的生命周期大約是它的三到五倍。”

在寫入方面，相變內(nèi)存采用了一種硫族(chalcogenide)材料，這是一種融合了硫磺、硒或者碲的材料。這些半導(dǎo)體能夠通過加熱工藝從一種相位轉(zhuǎn)變到另一個(gè)相位，擦除任何數(shù)據(jù)。相變內(nèi)存的寫入性能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于NAND，因?yàn)樵趯懭霐?shù)據(jù)之前是不需要擦除相變內(nèi)存數(shù)位的。

意法半導(dǎo)體和英特爾的合資公司NumonyxBV相變內(nèi)存項(xiàng)目經(jīng)理CliffSmith表示：“NAND閃存的兩個(gè)寫入流程被縮減為相變內(nèi)存的一個(gè)寫入流程。我們預(yù)計(jì)相變內(nèi)存將會(huì)進(jìn)入到存儲市場中，但它不會(huì)取代其他現(xiàn)有的存儲介質(zhì)。企業(yè)將利用相變內(nèi)存的特點(diǎn)在固態(tài)盤陣列中取代NAND閃存?！?/p>

Smith表示，這種架構(gòu)方法讓相變內(nèi)存能夠快速讀取和寫入，這更適合于密集型和整合塊寫入。512字節(jié)的數(shù)據(jù)塊“不適合于大容量NAND，因?yàn)檫@樣你就必須管理系統(tǒng)和開銷?！?/p>

Smith表示，相變內(nèi)存一開始可以被企業(yè)作為閃存試用，因?yàn)樗cDRAM的性能相匹敵，甚至有些情況下超過DRAM。NAND仍會(huì)繼續(xù)作為企業(yè)首選的存儲介質(zhì)，但是隨著更多相變內(nèi)存的推出，相變內(nèi)存的價(jià)位將更容易被人們接受。

IBM的Narayan表示：“未來兩年內(nèi)，閃存將實(shí)現(xiàn)在企業(yè)級領(lǐng)域的物質(zhì)化。在這之后，我們可能將會(huì)看到相變內(nèi)存出現(xiàn)在一些利基應(yīng)用中。保守地說，閃存的普及將為相變內(nèi)存的發(fā)展鋪平道路。最終，我們還有可能會(huì)看到相變內(nèi)存取代閃存?！?/p>

雖然現(xiàn)在相變內(nèi)存還沒有進(jìn)入到企業(yè)級存儲領(lǐng)域，但是已經(jīng)開始有人在考慮相變內(nèi)存在企業(yè)級領(lǐng)域內(nèi)的最佳定位。

Numonyx的Smith表示：“相變內(nèi)存很適合應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)路由器和交換機(jī)等方面。這些設(shè)備控制高度復(fù)雜的硬件和軟件系統(tǒng)，處理大量數(shù)據(jù)日志。在采用相變內(nèi)存處理這些數(shù)據(jù)日志的環(huán)境下，你有了能夠快速處理小型數(shù)據(jù)塊的最佳內(nèi)存。如果你想使用NAND或者NOR來處理的話，你必須對這些介質(zhì)實(shí)施管理。”

Numonyx已經(jīng)制造出90納米的相變內(nèi)存，看上去與NOR閃存有些相似，寫入周期與閃存接近。但是隨著Numonyx在2009年開始轉(zhuǎn)向生產(chǎn)采用45納米相變內(nèi)存的產(chǎn)品，寫入周期將有可能提高的200萬到1000萬次。

IBM的Narayan表示：“NAND和DRAM一直存在可擴(kuò)展性的問題。一旦降至32納米以下，這些存儲介質(zhì)的效率就大打折扣。可擴(kuò)展性是我們非常關(guān)注的一個(gè)問題，目前為止從數(shù)據(jù)中我們可以看到，相變內(nèi)存可以擴(kuò)展至3納米到20納米之間?！?/p>

未來兩到三年內(nèi)，相變內(nèi)存還不太可能出現(xiàn)在企業(yè)級領(lǐng)域，但是隨著企業(yè)CTO開始規(guī)劃5到7年的技術(shù)路線圖，相變內(nèi)存也成為他們關(guān)注的一項(xiàng)技術(shù)。

“如何將閃存集成到存儲系統(tǒng)中已經(jīng)成為一門藝術(shù)，這將讓企業(yè)掌握如何最好地利用閃存。廠商也應(yīng)該考慮相變內(nèi)存技術(shù)，考慮如何從系統(tǒng)的角度利用相變內(nèi)存以實(shí)現(xiàn)相變內(nèi)存在企業(yè)級領(lǐng)域內(nèi)可靠的價(jià)值定位?！?/p>