未来内存技术谁最主流?IBM说是PCM

上网时间: 2014年05月27日? 作者:R. Colin Johnson? 我来评论 【字号: ? ?小】

关键字:相变化内存? 未来主流内存? PCM?

IBM最近展示了如何将相变化内存(PCM)整合到固态内存阶层架构(hierarchy),并展示了第一款采用 PCIe 接口的相变化内存储存系统主板原型;在下一代主流内存技术争霸战中,相变化内存似乎已经占据优势。

在一场于2014年非挥发性内存研讨会(2014 Non-Volatile Memory Workshop)的简报中,IBM介绍了相变化内存储存系统架构,并以闪存固态硬盘(SSD)做为比较;在各方面的比较上,相变化内存都略胜闪存一筹。此外该公司提出了一款服务器系统设计,以结合闪存数组与相变化内存数组的内存阶层架构来取代硬盘(HDD)。

“我们是以闪存固态硬盘与相变化内存PCIe储存卡,在两种设备的系统层级进行比较;”IBM储存系统研究小组成员Ioannis Koltsidas表示,该公司所合作的希腊帕特雷大学(University of Patras),以古希腊神话中的英雄特修斯(Theseus)来为相变化内存储存卡命名。

而研究人员是拿相变化内存PCIe储存卡与两款闪存固态硬盘──包括一款企业级产品与一款消费性产品──进行比较,发现两款固态硬盘的访问时间,分别是相变化内存储存卡的12倍与275倍。

未来内存技术谁最主流?IBM说是PCM_《国际电子商情》IBM储存系统研究小组成员Ioannis Koltsidas展示相变化储存系统电路板原型_1
IBM储存系统研究小组成员Ioannis Koltsidas展示相变化储存系统电路板原型

虽然相变化内存芯片在 2012年左右就已经问世,但实际布署的案例非常少,也听到业界出现少数对其可靠性的抱怨;无论如何,IBM显然十分看好相变化内存前景,但人们可能也会认为,相变化内存需要先解决一些技术上的问题。

相变化内存的最大优势在于访问速度高于闪存,但仍稍逊于DRAM;此外相变化内存也拥有非挥发性。而相变化内存的正常输入/输出(I/O)吞吐量,在硬盘的每秒I/O运作效率降低时可维持上升,有机会取代目前闪存所扮演的角色。

快 闪内存正面临扩充性(scalability)的问题,重复写入次数最多约为1万次;相变化内存的可扩充性则不断提升,重复读写次数可高达1,000 万次──而若是透过前向纠错(forward error correction)技术,甚至可将重复读写次数提升到10兆(trillion)次。

未来内存技术谁最主流?IBM说是PCM_《国际电子商情》IBM表示,相变化内存(蓝色部分)能整合至大多数服务器与储存系统的内存阶层中_2
IBM表示,相变化内存(蓝色部分)能整合至大多数服务器与储存系统的内存阶层中

相 变化内存是采用在两个电极之间夹着硫化物合金(chalcogenidic alloy)的三明治结构,高电流会将硫化物合金转为非晶(amorphous)型态(代表0),而中电流则会将之转换为结晶型态(代表1),低电流则允许其状态被读取。其0与1的程序化时间分别为70纳秒(nanosecond)与120纳秒;IBM所测试的储存系统之相变化内存采用90纳米制程,时脉频率66MHz。

本文授权编译自EE Times,版权所有,谢绝转载

编译:Judith Cheng

参考英文原文:IBM Hawks PCM for Storage,by R. Colin Johnson

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