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在未來IBM和PCM內(nèi)存技術(shù)哪種最先進(jìn)?

時(shí)間：2014年5月28日

　　前序：IBM最近展示了如何將相變化內(nèi)存(PCM)整合到固態(tài)內(nèi)存階層架構(gòu)(hierarchy)，并展示了第一款采用 PCIe 接口的相變化內(nèi)存儲存系統(tǒng)主板原型;在下一代主流內(nèi)存技術(shù)爭霸戰(zhàn)中，相變化內(nèi)存似乎已經(jīng)占據(jù)優(yōu)勢。

　　服務(wù)器租用和大家探討，在一場于2014年非揮發(fā)性內(nèi)存研討會(2014 Non-Volatile Memory Workshop)的簡報(bào)中，IBM介紹了相變化內(nèi)存儲存系統(tǒng)架構(gòu)，并以閃存固態(tài)硬盤(SSD)做為比較;在各方面的比較上，相變化內(nèi)存都略勝閃存一籌。此外該公司提出了一款服務(wù)器系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以結(jié)合閃存數(shù)組與相變化內(nèi)存數(shù)組的內(nèi)存階層架構(gòu)來取代硬盤(HDD)。

　　“我們是以閃存固態(tài)硬盤與相變化內(nèi)存PCIe儲存卡，在兩種設(shè)備的系統(tǒng)層級進(jìn)行比較;”IBM儲存系統(tǒng)研究小組成員Ioannis Koltsidas表示，該公司所合作的希臘帕特雷大學(xué)，以古希臘神話中的英雄特修斯(Theseus)來為相變化內(nèi)存儲存卡命名。

　　而研究人員是拿相變化內(nèi)存PCIe儲存卡與兩款閃存固態(tài)硬盤──包括一款企業(yè)級產(chǎn)品與一款消費(fèi)性產(chǎn)品──進(jìn)行比較，服務(wù)器租用發(fā)現(xiàn)兩款固態(tài)硬盤的訪問時(shí)間，分別是相變化內(nèi)存儲存卡的12倍與275倍。

　　服務(wù)器租用提示雖然相變化內(nèi)存芯片在 2012年左右就已經(jīng)問世，但實(shí)際布署的案例非常少，也聽到業(yè)界出現(xiàn)少數(shù)對其可靠性的抱怨;無論如何，IBM顯然十分看好相變化內(nèi)存前景，但人們可能也會認(rèn)為，相變化內(nèi)存需要先解決一些技術(shù)上的問題。

　　相變化內(nèi)存的最大優(yōu)勢在于訪問速度高于閃存，但仍稍遜于DRAM;此外相變化內(nèi)存也擁有非揮發(fā)性。而相變化內(nèi)存的正常輸入/輸出(I/O)吞吐量，在硬盤的每秒I/O運(yùn)作效率降低時(shí)可維持上升，有機(jī)會取代目前閃存所扮演的角色。

　　快閃內(nèi)存正面臨擴(kuò)充性(scalability)的問題，重復(fù)寫入次數(shù)最多約為1萬次;相變化內(nèi)存的可擴(kuò)充性則不斷提升，重復(fù)讀寫次數(shù)可高達(dá)1,000 萬次──而若是透過前向糾錯(cuò)(forward error correction)技術(shù)，甚至可將重復(fù)讀寫次數(shù)提升到10兆(trillion)次。

　　IBM表示，相變化內(nèi)存(藍(lán)色部分)能整合至大多數(shù)服務(wù)器與儲存系統(tǒng)的內(nèi)存階層中。

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　　服務(wù)器租用認(rèn)為，相變化內(nèi)存是采用在兩個(gè)電極之間夾著硫化物合金(chalcogenidic alloy)的三明治結(jié)構(gòu)，高電流會將硫化物合金轉(zhuǎn)為非晶(amorphous)型態(tài)(代表0)，而中電流則會將之轉(zhuǎn)換為結(jié)晶型態(tài)(代表1)，低電流則允許其狀態(tài)被讀取。其0與1的程序化時(shí)間分別為70納秒(nanosecond)與120納秒;IBM所測試的儲存系統(tǒng)之相變化內(nèi)存采用90納米制程，時(shí)脈頻率66MHz。

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