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参加中国闪存论坛有感——存储技术的春天

发布时间:2014-10-24 10:45

今天有幸参加了存储届的又一行业盛典中国闪存论坛。学术界、工业界的很多人给出了自己使用闪存、采用闪存优化应用、闪存产品、闪存技术的独特见解。我也有幸通过分论坛给出了自己对闪存技术的一些理解和想法,特别是全闪存阵列的技术发展和挑战。今天也听了很多的技术报告,其中,最吸引我的还是华中科技大学给出的《新型非易失存储器件研究与应用趋势分析》报告。在此和大家简单分享一下。

毫无疑问,半导体存储是下一代的主流存储介质,替代传统存储只是时间上的问题。目前,半导体存储使用最广、最红的就是NAND Flash闪存介质。基于NAND Flash闪存介质推出了多种类型的产品,例如SAS/SATA SSD固态盘、PCIe SSD固态盘、NVMe固态盘、全闪存阵列和混合阵列。很多厂商都在闪存存储这一块发力,去迎接下一个存储新纪元的到来。除了NAND Flash闪存介质之外,还有什么半导体存储介质会对未来存储技术的发展造成影响呢?并且会在哪个层面对存储造成影响呢?华中科大的报告在这方面给出了一些答案。
 
其中一个需要关注的是PCRAM相变存储器。该存储器其实很早就有了,我刚接触存储技术的时候,就知道该技术。PCRAM是利用硫族化合物在晶态和非晶态巨大的导电性差异来存储数据的。PCRAM的一个优点在于字节访问;缺点在于功耗大,写入数据的时候需要很大的电流。所以,PCRAM的存储的功耗是一个大问题。和NAND Flash相比,PCRAM最小单元面积要大于NAND Flash,因此,存储密度不如NAND Flash高。

另一个激动人心的技术是MRAM(Magnetic Random Access Memory),这是一种非挥发性的磁性随机非易失存储器。它的读写性能和静态存储器SRAM相当,并且拥有动态随机存储器DRAM的高集成度。同时没有NAND Flash的写入寿命问题。MRAM技术最大的问题是写功耗大。

采用2007年获得物理学诺贝尔奖新技术的STT MRAM为MRAM的实用开创了一个新的局面。STT-RAM(Shared Transistor Technology Radom Access Memory)属于第二代MRAM技术,是一种新型的动态存储技术。采用该技术之后,完美的解决MRAM的写入功耗问题,可以使得MRAM替代现有的内存技术(DDR)成为可能。
 
MRAM这么完美,是不是有一天会替代NANDFlash呢?个人感觉最近10年不会,因为从存储密度、成本优势、产业链结构等方面综合考虑,NAND Flash仍然是Primary Storage的不二选择。在存储密度方面,MRAM没有NAND Flash大,因此,MRAM未来很有可能替换现有的NVDIMM技术(DDR+Flash+超级电容),成为NAND Flash的缓存。

从下面这张图也可以看出来,这些半导体存储器都各有优缺点。从技术的角度来看,需要充分利用这些半导体存储器件的优点,解决他们的缺点,这样才能打造一个完美的存储系统。所以,未来这些半导体存储器不会是互相替代的局面,而是相互补充、相互配合一个过程。在这里需要值得注意的是ReRAM存储技术,这种电阻式的存储器可以做到很大的容量,和NAND Flash相媲美,所以,未来和NAND Flash在主存储这一块有很强的竞争。目前,ReRAM还处于研发阶段。

各种半导体存储器的对比结果如下图所示,通过下图可以了解到很多存储器都会存在一些问题,没有什么技术是完美的。但是,有一点是肯定的,传统的机械磁盘技术已经风雨飘摇了,半导体存储技术正在掀起一场新的技术革命。

存储技术的又一个春天来了。

文/wuzhongjie

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