在今年7月份有一件震惊存储圈的事情,那就是Intel说要放弃Optane产品线,包括PMEM和SSD两个方向都要放弃。存储圈看到听到这个消息也是一脸的茫然。
回望2015年,Intel和Micorn联合发布3D-Xpoint技术时,可谓是十分的火热,被寄望成为划时代的宠儿,我们在之前也分享过在晶圆级别的解析3D Xpoint的真实面目,存储原理是相变存储器,更多细节请参考:晶圆级深度解密Intel 3D XPoint黑科技。
我们知道在3D Xpoint之前,大家针对DRAM和SSD之间的性能gap一直在苦苦找寻合适的产品。SCM存储级内存一直在不断的研究中,MRAM,ReRAM,PRAM等等。
3D Xpoint出现,凭借低延迟的优势,填补了NAND和DRAM之间的性能和延迟差距。这里包括Optane Persistent Memory和Optane SSD。
- Optane Persistent Memory,我们可以简称PMEM,是为高性能涉及的SCM。主要定位替代DRAM,支撑Persistent Memory或者In-Memory的应用。从Intel官网看到在数据分析/数据库、金融行业、虚拟化都能看到PMEM的应用
- Optane SSD则被称作是耐用性、性能、稳定性最好的SSD。由于优异的寿命特性,主要与NAND-based SSD组合,比如TLC SSD或者QLC SSD,用于缓存架构。
另外,有一个很有意思的数据在Intel PMEM正式发布以后,从2019年开始,基于PMEM构建的系统研究论文每年都在大幅增加。这也侧面说明,不管在工业界或者学术界,Intel 3D-Xpoint技术都让大家有巨大的研究热情和应用价值。
然而这一切,随着Intel正式宣布取消Optane所有产品线,着实让存储圈措手不及。从此大家就要进入“后Optane时代”了。要开始思考Optane相关的替代解决方案了。
不过,这里还有另外一种可能性,只是一个推测哈,Intel放弃Optane的主要原因就是研发成本太高,拖累财报了。那么有没有可能,Optane被某个不差钱的巨头给技术买断或者收购呢?如果真的是这样,大家可以继续使用Optane相关的技术产品了,也就不用费劲再找合适的替代方案。
推测也只能是推测。业界还得务实地去寻找可替代Optane的相关解决方案。Optane虽然有很多的优势,但最大的劣势是成本,太贵了,如果能找到一个更加合适的数据存储方案,也许Optane就不是最合适的方案。所以,“后Optane时代”不用悲观,也许还有更多更合适的方案需要大家不断的探索。
基于SCM角度的替代方案:三星和Kioxia推出类似SCM产品
Kioxia XL-Flash,基于BiCS 3D SLC/MLC NAND,16 plane架构,快速读写,寿命也接近Optane。
三星推出基于Z-NAND技术开发,DWPD达到30(Optane DWPD在100以上),AIC插卡的形式实现。
XL-Flash和Z-SSD虽然都可以称为SCM,但是由于都是基于NAND而来的产品,相对Optane介质的差距还是很大,特别是NAND有的读干扰、写干扰等效应、GC垃圾回收/WL磨损均衡等均不可避免,QoS的性能稳定性相对Optane很大。只能作为Optane退而求其次的选择。
基于持久化内存Persistent Memory的角度替代方案:NVDIMM和CXL会成为下一个选择
我们知道DIMM内存是断电后数据就会直接丢失了,基于非易失性,出现了Non-volatile Dual In-line Memory Module,也就是NVDIMM。种类有很多个,支持字节寻指的主要是NVDIMM-N和NVDIMM-P。
NVDIMM-N实现原理就是增加NAND Flash,在数据掉电的时候,数据可以通过NVDIMM控制器下刷到NAND Flash保证数据非易失的特性。NVDIMM-F其实就是支持DDR接口的SSD固态硬盘,延迟低,容量大,NVDIMM-P就是NVDIMM-F和NVDIMM-N的组合,实现ns级延迟和大容量。
此外,随着新的互联协议CXL(全称Comupte Express Link)的火热,内存互联的需要越来越多,使用CXL实现内存分层存储提供了一种替代的架构体系。
随后也出现了,基于CXL协议和备份电源实现的类似NVDIMM-N的架构,叫做NV-XMM。这种架构的特点就是字节寻址、掉电数据不丢失、高可靠性、低延迟ns级,但是容量可能会受限。
另外基于CXL的一种非易失架构,是用不同的介质MRAM、ReRAM、FRAM、PCM、NRAM等非易失介质为基础,构建非易失性的内存互联架构。这种架构的特点就是字节寻址、掉电数据不丢失、容量大,但是耐久性和性能延迟可能受影响。
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