搜索歷史

熱搜詞

原創(chuàng)

活動(dòng)

創(chuàng)新2.0

I T

產(chǎn)業(yè)

當(dāng)前位置：首頁(yè) >互聯(lián)網(wǎng)?IT > 存儲(chǔ) > 閃存 > 正文

來(lái)自2016閃存峰會(huì)的14個(gè)閃亮觀點(diǎn)

來(lái)源：ZDNet ：佚名 2016-08-16 14:30:52

在今年的閃存峰會(huì)（Flash Memory Summit）上，工程師們談到了他們?nèi)绾螐姆?wù)器設(shè)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)到機(jī)器學(xué)習(xí)及閃存芯片價(jià)格等方方面面推動(dòng)該領(lǐng)域的變革。

新的持久性內(nèi)存及技術(shù)承諾會(huì)重塑計(jì)算。在今年的閃存峰會(huì)(Flash Memory Summit)上，工程師們談到了他們?nèi)绾螐姆?wù)器設(shè)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)到機(jī)器學(xué)習(xí)及閃存芯片價(jià)格等方方面面推動(dòng)該領(lǐng)域的變革。

今年大會(huì)的一個(gè)熱門(mén)話題就是縮小網(wǎng)絡(luò)上閃存存儲(chǔ)陣列與服務(wù)器上固態(tài)盤(pán)(SSD)之間的差距。系統(tǒng)會(huì)訪問(wèn)閃存——不管閃存是本地的還是在數(shù)據(jù)中心中的，這個(gè)想法推動(dòng)著新的系統(tǒng)、芯片和軟件設(shè)計(jì)向前發(fā)展。

為了推動(dòng)這個(gè)趨勢(shì)，NVM Express組織剛剛發(fā)布了一項(xiàng)規(guī)范，旨在讓NVMe閃存接口可以運(yùn)行在以太網(wǎng)、光纖通道和InfiniBand這樣的網(wǎng)絡(luò)上。這個(gè)所謂的NVMe over Fabric規(guī)范用于各種方案可直接訪問(wèn)內(nèi)存。

即將公布的PCI Express Gen 4標(biāo)準(zhǔn)也將推動(dòng)這個(gè)趨勢(shì)，部分原因是PCIe已經(jīng)形成了NVMe的通道。Gen 4的速度將把固態(tài)盤(pán)上老舊的SAS和SATA接口遠(yuǎn)遠(yuǎn)甩在后面。最終PCIe預(yù)計(jì)將在固態(tài)盤(pán)中占主導(dǎo)，并且成本相對(duì)較低。

美光公司高級(jí)架構(gòu)總監(jiān)Stefanie Woodbury曾經(jīng)主導(dǎo)設(shè)計(jì)了該公司基于3D XPoint的固態(tài)盤(pán)，他指出，這方面已經(jīng)做了大量工作?？紤]到有三種框架，互操作性是非常關(guān)鍵的：多直連內(nèi)存、各種塊、文件和流存儲(chǔ)語(yǔ)義——以及新興的內(nèi)存類型，例如3D XPoint。

美光公司的Woodbury展示了3D XPoint SSD原型(圖片來(lái)源：EE Times)

“我在希捷公司的時(shí)候，我們推出了首個(gè)光纖通道驅(qū)動(dòng)器，這聽(tīng)起來(lái)很熟悉，”Woodbury表示。

這個(gè)趨勢(shì)對(duì)于全新的閃存控制器設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)是一個(gè)機(jī)會(huì)，希捷公司首席控制器架構(gòu)師Tim Canepa這樣表示，他之前是在SandForce公司工作。

工程師們并沒(méi)有通過(guò)將SSD和框架控制器打包來(lái)創(chuàng)建有效的產(chǎn)品。Canepa表示，我們需要全新的設(shè)計(jì)，他支出，控制器領(lǐng)域有大量隱身模式的初創(chuàng)公司——其中一些因?yàn)槭袌?chǎng)對(duì)于新興內(nèi)存類型(例如英特爾/美光的3D XPoint)的需求而得到關(guān)注。

其他芯片和系統(tǒng)初創(chuàng)公司也在今年的閃存峰會(huì)上展示了他們的裝備。Kalray展示了有288個(gè)定制VLIW核心的處理器運(yùn)行NVMe over Ethernet基于2.0版本的直連內(nèi)存訪問(wèn)方法。

在系統(tǒng)層面，Mangstor展示了他們的雙插槽服務(wù)器，集成了閃存和Mellanox網(wǎng)卡。但是該公司表示，他們針對(duì)NVMe over Fabrics的軟件是在SNIA規(guī)范推出前公布的，這是他們的秘密武器。

競(jìng)爭(zhēng)相當(dāng)激烈。今年大會(huì)上E8 Storage憑借自己的閃存陣列贏得了一個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)，該陣列提供了驚人的1000萬(wàn)IOPS，同時(shí)支持在NVMe上100us讀和50us寫(xiě)。

為什么在你可以駕馭兩個(gè)趨勢(shì)的時(shí)候只駕馭熱門(mén)的那一個(gè)?這就是很多把閃存添加到加速器的產(chǎn)品背后的理念。

BitMicro展示了在SSD上封裝英特爾Arria X的NVXL以用于機(jī)器學(xué)習(xí)的算法。這家初創(chuàng)公司的關(guān)鍵技術(shù)就是軟件，以及將用戶在高級(jí)Spark數(shù)據(jù)分析項(xiàng)目中寫(xiě)入連接到低層級(jí)FPGA硬件的API。

該公司正在致力于開(kāi)發(fā)一種ASIC，希望明年可以在SSD出貨采用這種技術(shù)。FPGA版本最早會(huì)在今年秋季出來(lái)樣品。

加速器被打包在一個(gè)PCIe Gen3 SSD中，這樣用戶就可以添加很多個(gè)聯(lián)合處理器到服務(wù)器中，只要有充足的PCIe插槽。他們甚至可以構(gòu)建定制陣列，最多配置24個(gè)這樣的驅(qū)動(dòng)器。

東芝開(kāi)發(fā)了它自己的混合陣列和加速器Flashmatrix。

東芝決定自己開(kāi)發(fā)這種混合陣列/加速器陣列。東芝的Flashmatrix(上圖)封裝了24個(gè)英特爾Atom 2758處理器(每個(gè)有8個(gè)核心)和48個(gè)Xilinx FPGA到一個(gè)2U系統(tǒng)內(nèi)，該系統(tǒng)有24TB閃存。

這個(gè)1.3千瓦的系統(tǒng)目標(biāo)是運(yùn)行一系列挑戰(zhàn)不那么大、瞄準(zhǔn)邊緣網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)分析任務(wù)。這次大會(huì)展示的原型使用的是東芝eMMC閃存，但是未來(lái)的產(chǎn)品將會(huì)采用BiCS閃存。

華為的目標(biāo)是讓多個(gè)這樣的系統(tǒng)從新的軟件堆棧(如下圖)開(kāi)始，可以處理閃存或者任何新型內(nèi)存。華為首席研究員Balint Fleischer預(yù)測(cè)，未來(lái)將會(huì)有一種聯(lián)合處理器介于大量DRAM和大量驅(qū)動(dòng)器之間，用于處理專門(mén)針對(duì)特定新應(yīng)用的內(nèi)存中的數(shù)據(jù)。

“我們將以一種類似數(shù)據(jù)聯(lián)合處理器的功能塊，帶有高速引擎用于I/O功能，”Fleischer在談話中表示。“這種功能可以遷移到CPU本身，”他補(bǔ)充說(shuō)。

毫無(wú)疑問(wèn)，英特爾將在一年一度的開(kāi)發(fā)者論壇上推出類似的概念，也是自它收購(gòu)Altera以來(lái)首次推出。

的確，這次閃存峰會(huì)上有很多人說(shuō)，主內(nèi)存與存儲(chǔ)之間的界限越來(lái)越模糊，未來(lái)還會(huì)有更多閃存和新型內(nèi)存。內(nèi)存已經(jīng)在計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)中打開(kāi)了新的理念，這將重塑寫(xiě)應(yīng)用的任務(wù)方式。

存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)行業(yè)協(xié)會(huì)(SNIA)展示了讓雙帶內(nèi)內(nèi)存模塊與DRAM及閃存(也就是NVDIMM)很好地配合方面取得的進(jìn)展。它展示了來(lái)自Agiga、美光、Netlist以及Smart Modular的NVDIMM，運(yùn)行在一臺(tái)服務(wù)器上(如上圖)。

這并不是第一次有這樣的展示，但是有了來(lái)自SNIA的標(biāo)準(zhǔn)工作就變得輕松多了，處理BIOS以及處理應(yīng)用層任務(wù)的pmem開(kāi)源代碼。這樣軟件的負(fù)載就不那么重了，廠商希望這個(gè)市場(chǎng)將從現(xiàn)有的小規(guī)模，開(kāi)始服務(wù)于一些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及大型數(shù)據(jù)中心。

Netlist在今年閃存峰會(huì)上展示了自己的HybridDIMM(如下)，封裝了8GB DRAM、256GB閃存以及2個(gè)Xilinx FPGA。它宣稱，該卡將打破其他廠商對(duì)NVDIMM定義的局限性，可應(yīng)對(duì)各種讀取密集型應(yīng)用。Netlest展示了該卡運(yùn)行在聯(lián)想和超微的服務(wù)器上，并稱將會(huì)在今年年底前提供樣品。

當(dāng)前的NVDIMM軟件將有助于為新型內(nèi)存鋪平道路。Objective Analysis分析師Jim Handy表示，他認(rèn)為英特爾的3D XPoint DIMM將利用現(xiàn)在不少新軟件所采用的接口來(lái)處理芯片不斷變化的訪問(wèn)時(shí)間。

英特爾已經(jīng)正在將新指令寫(xiě)入自己的x86處理器以應(yīng)對(duì)3D XPoint內(nèi)存，Handy說(shuō)。Linux和Windows操作系統(tǒng)將支持新的緩存技術(shù)，SNIA也將針對(duì)永久性內(nèi)存制訂編程標(biāo)準(zhǔn)。

現(xiàn)在，該行業(yè)正需要為此編寫(xiě)大量的應(yīng)用代碼。

Netlist宣稱自己的HybridDIMM打破了現(xiàn)有NVDIMM的限制。

多年來(lái)，專家預(yù)測(cè)將會(huì)有大量新型內(nèi)存將介于DRAM和NAND之間，即使到了今天，這種猜測(cè)依然存在。

多年來(lái)IBM一直在相變內(nèi)存方面處于領(lǐng)先地位。ARM據(jù)稱將會(huì)涉足CeRAM。各種MRAM也正在積極進(jìn)入市場(chǎng)。

甚至在今年詳細(xì)說(shuō)明了自己3D NAND將在DRAM和NAND之間拉開(kāi)差距的三星也表示將會(huì)在這個(gè)領(lǐng)域有所動(dòng)作。但是在今年的閃存峰會(huì)上，3D XPoint是為一個(gè)觀察者們認(rèn)為短期內(nèi)會(huì)給市場(chǎng)帶來(lái)沖擊的技術(shù)。

“未來(lái)10年還會(huì)有一兩項(xiàng)技術(shù)會(huì)進(jìn)入市場(chǎng)，”分析師Handy說(shuō)。但是當(dāng)被問(wèn)及另外一項(xiàng)與XPoint比肩起飛的技術(shù)，他說(shuō)，“我還沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)任何具有這種影響力的技術(shù)”。

對(duì)于Marvell來(lái)說(shuō)，它顯然將這個(gè)領(lǐng)域視為自己最后一級(jí)緩存概念的控制器的一個(gè)機(jī)會(huì)。“他們非常關(guān)注內(nèi)存層，我們將會(huì)進(jìn)入到一個(gè)其他人都在關(guān)注內(nèi)存層的年代，”Handy表示。

的確，Marvell首席技術(shù)官吳子寧展示了最后一級(jí)緩存概念以及用于下一代靈活內(nèi)存控制器的Mochi內(nèi)聯(lián)技術(shù)。存儲(chǔ)級(jí)內(nèi)存需要一種新的硬件緩存引擎，這可能會(huì)生成數(shù)百萬(wàn)的數(shù)據(jù)點(diǎn)，需要在納秒級(jí)的時(shí)間內(nèi)處理，他表示。

這樣的引擎應(yīng)該支持多Gb緩存和16Kb緩存線，應(yīng)該有針對(duì)低命中率的設(shè)計(jì)，以及低開(kāi)銷處理的CAM，在不到10個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)處理操作。

吳子寧沒(méi)有說(shuō)他是否會(huì)針對(duì)3D XPoint開(kāi)發(fā)這種控制器。不過(guò)他說(shuō)，“我們的控制器將會(huì)在大量存儲(chǔ)級(jí)內(nèi)存之前做好準(zhǔn)備。”

工程師們?cè)谖鞑繑?shù)據(jù)的展臺(tái)上談?wù)揜eRAM理念。

西數(shù)公司(現(xiàn)已收購(gòu)SanDisk)內(nèi)存技術(shù)負(fù)責(zé)人Siva Sivaram認(rèn)為，西數(shù)的電阻式RAM將是未來(lái)的一股熱潮，而不是XPoint。他說(shuō)，ReRAM技術(shù)將會(huì)在2020年出貨。

“XPint并不是適合未來(lái)的技術(shù)，”Sivaram在一次談話中表示。“我們承諾ReRAM是可擴(kuò)展的，相比XPoint有更高的密度、更低的成本和延遲，以及更高的耐用性。”

“隨著時(shí)間的推移，我們可以開(kāi)發(fā)出一種帶有ReRAM技術(shù)的通用內(nèi)存，”他補(bǔ)充說(shuō)。“我們已經(jīng)評(píng)估了所有選擇，決定著是我們要走的方向，”他說(shuō)。

從他所說(shuō)的話中可以看出，這對(duì)于全球最大的存儲(chǔ)公司來(lái)說(shuō)是一件重要的事情。但是，西數(shù)目前主要的業(yè)務(wù)仍然是基于硬盤(pán)的。

另一方面，像Crossbar這樣的小型初創(chuàng)公司正在開(kāi)發(fā)他們自己的技術(shù)。

中國(guó)的SMIC公司已經(jīng)將Crossbar的這樣技術(shù)帶入自己的40納米制程工藝中。一位公司發(fā)言人表示，多個(gè)設(shè)計(jì)方將會(huì)在明年推出采用1-8 Mb內(nèi)置Crossbar內(nèi)存塊的微控制器級(jí)SoC，因?yàn)樗啾葍?nèi)嵌閃存的功能更低、性能更高。

與此同時(shí)，Crossbar正在與其他代工廠合作，打造28納米和40納米節(jié)點(diǎn)的產(chǎn)品。

今年的閃存峰會(huì)恐怕會(huì)因?yàn)槊拦馔瞥鰝涫懿毮康?D XPoint產(chǎn)品給人們留下深刻印象。在主題演講、談話、展臺(tái)采訪以及雞尾酒晚會(huì)上，美光都在慶祝自己的Quantx SSD(將在明年提供樣品)取得的勝利。

一位資深的系統(tǒng)架構(gòu)師談到了XPoint以及新型內(nèi)存的重要性。.

“在我職業(yè)生涯的前15年，我認(rèn)為處理器和指令集架構(gòu)是最重要的事情，現(xiàn)在我認(rèn)為將數(shù)據(jù)遷移進(jìn)和遷移出計(jì)算機(jī)是最重要的，”美光高級(jí)計(jì)算副總裁Steve Pawlowski在一次談話中這樣表示。

Pawlowski曾經(jīng)在英特爾工作多年，設(shè)計(jì)從386到Haswell系統(tǒng)。研究未來(lái)百億億級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)的需求，這讓他敏銳地意識(shí)到內(nèi)存瓶頸的重要性，內(nèi)存瓶頸會(huì)“吃掉”如今全球最大規(guī)模系統(tǒng)的大部分周期。

他說(shuō)，他正在于大學(xué)、國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和計(jì)算機(jī)制造商合作，把內(nèi)存放在未來(lái)采用XPoint計(jì)算機(jī)架構(gòu)的中心。百億億級(jí)系統(tǒng)將需要將功耗降低至每個(gè)操作25皮焦耳，對(duì)新型內(nèi)存接口的需求，迫使美光“正在與一家有價(jià)值的客戶”合作開(kāi)發(fā)工作。

此外他還指出，他“在過(guò)去三年中已經(jīng)成為了NVNDIMM的粉絲……起初我認(rèn)為這種技術(shù)只是曇花一現(xiàn)。”

美光研究人員在DRAMA中看到的性能異常問(wèn)題，是推動(dòng)3D XPoint相關(guān)工作的一個(gè)動(dòng)力。

“我們預(yù)計(jì)在我們看到它之前會(huì)有兩代工藝，因此我們開(kāi)始了圍繞XPoint的工作，”他說(shuō)。“DRAM還將會(huì)存在一段時(shí)間，我們將會(huì)找到修復(fù)問(wèn)題的方法，但是DRAM會(huì)變得越來(lái)越昂貴……從現(xiàn)在開(kāi)始的未來(lái)20年內(nèi)，都很難在每比特成本方面打敗NAND。”

展望未來(lái)，軟件將成為以新型內(nèi)存為核心的計(jì)算架構(gòu)的瓶頸，他這樣表示。XPoint讓這個(gè)行業(yè)步入了一條通向新軟件生態(tài)系統(tǒng)的道路，但是任何新的架構(gòu)“都需要經(jīng)過(guò)兩次夏季奧運(yùn)會(huì)的時(shí)間周期”逐漸成熟，他打趣說(shuō)。

如今，美光正在與一個(gè)奧斯汀的團(tuán)隊(duì)合作為XPoint配置應(yīng)用，該團(tuán)隊(duì)也在探索如何使用XPoint SSD。“我認(rèn)為將會(huì)有針對(duì)現(xiàn)在和未來(lái)內(nèi)存的應(yīng)用……一旦開(kāi)發(fā)者們有了硬件，軟件方面就應(yīng)該開(kāi)始考慮這些問(wèn)題了。”

芯片制造商面對(duì)著讓3D NAND投入量產(chǎn)的棘手挑戰(zhàn)，Handy表示。

關(guān)于3D XPoint被用于硬件設(shè)備的時(shí)間，這個(gè)行業(yè)可能會(huì)突然被淹沒(méi)在3D NAND中。隨著這個(gè)行業(yè)正在快速遠(yuǎn)離盤(pán)片式的NAND，這會(huì)導(dǎo)致價(jià)格大幅跳水，出現(xiàn)供過(guò)于求的情況，Handy表示。

只有三星和美光在今年批量出貨了3D NAND。其他將會(huì)提供樣品，解決各種挑戰(zhàn)來(lái)制造這種芯片(如上)，Handy表示。他預(yù)測(cè)所有廠商都將努力推動(dòng)讓成本到2018年年中降低到每GB只有3美分。

在這一點(diǎn)上，他們將把晶圓轉(zhuǎn)向遠(yuǎn)離盤(pán)片式工藝，出現(xiàn)供過(guò)于求的情況。他猜測(cè)這不會(huì)立即影響到SSD的采用。市場(chǎng)對(duì)容量和性能的要求將推動(dòng)對(duì)這種驅(qū)動(dòng)器的需求，不會(huì)像市場(chǎng)價(jià)格那樣出現(xiàn)大幅波動(dòng)，他補(bǔ)充說(shuō)。