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展望2014:闪存存储上演“速度与激情”

  【IT168 评论】2013年着实是闪存存储的梦幻之年,闪存良好的发展态势使其成为不容忽视的又一波技术浪潮。在刚刚过去的这一年里,全闪存阵列产品如雨后春笋般纷纷问世,闪存企业相继被传统存储巨头收购、同时也有不少闪存从业公司在首次公开募股后就一蹶不振。而三家混合型闪存/磁盘阵列供应商则沐浴在市场向技术行业洒下的慷慨阳光之中。

  2013年,闪存存储市场呈现一片悲喜众生相,其中精妙之处自是无法一言以蔽之。

  尽管如此,我们还是能够从众多与闪存相关的产品、技术和新闻中看出一些端倪。业界已开始普遍认同,闪存在访问I/O敏感型随机数据时的表现要远远优于普通磁盘、而且全闪存阵列在扮演热门随机数据网络化存储机制容器这一角色方面也具备先天优势。对于流媒体数据,硬盘与闪存存储设备的性能表现基本一致,但其成本要便宜得多。总的来说,硬盘阵列还是最适用于近线性的、非经常被访问的数据以及冷数据,同样也适用于采用流媒体访问方式的大型文件。

展望2014:闪存存储上演“速度与激情”
在乔帮主的得意之作Macbook Air当中,闪存已成为不可或缺的一部分——可以说,没有闪存就不可能有如此轻薄的产品出现

  业界的普遍观点是,轻薄的上网本与平板电脑一样都需要闪存来获得极致性能。不过体积相对小巧的2.5英寸混合型闪存+磁盘设备同样获得了厂商们的青睐,并被用于某些平板及超级本设备——其中卓越的闪存速度支持热门数据、成本低廉的磁盘则存储规模更庞大的冷门数据。

  首先我们先来看看闪存存储技术的发展现状。

  小众的TLC闪存

  就2013年来看,企业应用程序并不太倾向于采用三层单元(简称TLC)NAND,这主要是因为TLC闪存的速度较慢而且写入寿命水平也低得有些离谱。相比之下,闪存代工厂处于生产线设计与部署的考量,也更乐于制造单层与多层单元(即SLC与MLC),因为这些产品的生产规模更大、能够在同样的生产投入资金下带来更为丰厚的经济回报。TLC闪存目前的主要施展舞台仍然是移动U盘以及相机闪存卡之类。

  在过去一年中,闪存存储单元的几何尺寸正在开始从2X (29nm - 20nm)技术向1X (19nm-10nm)转变。例如,东芝公司目前正在开发19nm的工具套件。这里需要指出的是,只要闪存存储单元的几何尺寸越小,那么从晶圆上切割下来的NAND闪存存储芯片就越多,从而进一步降低单位存储容量的成本。但是,这一生产工艺的转变并不是跨行业的;目前,美光公司正在过渡至20nm,而16nm工艺已于今年开始生产样品。

  3D NAND :闪存时代新起点

  到目前为止,闪存存储业中还没有出现任何一种非易失内存技术,但业界普遍认为,闪存技术在制造工艺达到15纳米甚至更低之后,其使用寿命将无法达到企业闪存存储的硬性要求。在这种情况下,相变存储与各类电阻式内存开始粉墨登场,其中最具代表性的就是惠普的Memristor(即忆阻器)方案——不过这些暂时只能被视为未来科技,眼下我们主要利用3D NAND作为一种临时性手段,旨在解决闪存存储容量有所不足的难题。所谓3D NAND是将更多闪存层塞进同一块闪存芯片,并利用连接通道(贯穿简称为TSV的硅通孔)将闪存层与基本逻辑层相连。

展望2014:闪存存储上演“速度与激情”
▲3D NAND 示意图

  美光公司预计将在2014年年中之前推出3D NAND产品样品,这个时间很有可能会提早至四月。不过,规模量产的时间应该不会早于2015年。三星在不遗余力地宣传其3D_VNAND技术,但实际生产在今年之内恐怕也不太可能正式展开,而且该产品也不接受预订。

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