3D XPoint深度揭秘1:混一存储器

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Xpoint_Micron_Intel_What_is_It_Wide

3D XPoint素来神秘,坊间各种传闻,有的说是好兄弟Intel/Micron从大学买的专利,有的说是PCM存储器,那到底是什么,www.dailytech.com 网站的Jason Mick在XP发布后就做了深度探秘,我们一起来看看。

 

 

不是ReRAM

 

据说有人告诉ComputerWorld的记者,XP不是ReRAM(见百度百科),也不是忆阻器(memristor,参见http://baike.baidu.com/view/1311431.htm
)技术,这两个都是电阻式记忆体。任教于加州大学伯克利分校,并且是新竹交通大学电子工程系荣誉教授的蔡少棠(Leon Chua),37年前就预测有第四个元件的存在,即忆阻器(memristor),实际上就是一个有记忆功能的非线性电阻器。

 

我们来回顾一下历史。以前的存储介质,基本被机械硬盘HDD所统治,但是这位老大哥速度很慢,所幸的是,最近10年来,速度更快的基于NAND Flash的SSD快速发展,渐渐在取代HDD。NAND Flash的SSD有什么优缺点呢?

  • 优点
    • 读写速度快;
    • 功耗低;
  • 缺点
    • 贵,不过3D NAND提升了密度,成本自然就下降了;
    • 有擦写寿命限制;
    • 写完后持久存放(若干年)后数据有概率会丢失;

 

混一存储器

 

看到NAND有这么多缺点还混得风生水起,名噪江湖,很多还默默无闻的高手都想来挑战它。有一种存储器叫做混一存储器。什么?你要混一存储器江湖,要知道DRAM和NAND Flash是当前的王者,谁能击败两大高手,待俺细细道来。

 

 

NAND Flash用在SSD上,使用SATA接口,更快的用SAS,甚至PCIe接口,看起来很快了吧。其实最快的还是DRAM,可以支持字节级别的访问,可用来做内存,可是梅长苏这么有才,偏偏体弱多病,寿命不长啊。DRAM上的数据如果不通电,马上就飞了。所以现代计算机同时使用DRAM和NAND Flash存储数据。

 

最新的Haswell-E/Broadwell处理器兼容的DDR4内存,读写速度可达61GB/s, 46GB/s,而一个lane的PCIe SSD理论上最高只能到1GB/s(PCIe 3.0),或者0.5GB/s(PCIe 2.0),一般用4个lane,就是4GB/s, 2GB/s.更慢的SATA理论上最高是600MB/s.当然,HDD就非常慢了,西部数据的VelociRaptor HDD顺序读写速度分别为215MB/s,140MB/s。

 

所以,尽管PCIe SSD相比HDD快20多倍,DDR 4却是它的十几倍。最好是能找到和DRAM一样速度,数据也不会掉电丢失的存储器。江湖上有这么多自称有才的大侠:

  • 忆阻器:ReRAM;
  • 铁电存储器:FeRAM;
  • 磁阻RAM:MRAM;
  • 相变存储器:PRAM,PCM;
  • 导电桥接RAM:cbRAM,又称可编程金属元存储器PMC;
  • SONOS RAM: Silicon-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon;
  • 导电金属氧化物存储器:CMOx。

 

如下图,它们很多都采用了crossbar技术,其实就是wordline, bitline组成的存储栈,栈里面基础是存储单元和交换单元。

 

 

到底谁能如麒麟才子,得之可得天下,且看下回分解。

 

谢谢唐僧,在他的群里看到这篇文章,决定翻译过来分享给大家。

 

引用

 

http://www.dailytech.com/Exclusive+If+Intel+and+Microns+Xpoint+is+3D+Phase+Change+Memory+Boy+Did+They+Patent+It/article37451.htm

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