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IBM展示QLC MRAM存储!可媲美TLC产品

2020-11-18 18:34

  【天极网DIY硬件频道】最近几年,半导体厂商开始将存储产品的焦点放在介于DRAM和NAND Flash之间的产品,旨在提供可媲美DRAM内存、同时又具有非易失性特点的存储产品,为用户带来更高速的数据读取性能。东芝、三星、SK海力士虽然发布了相关技术,但并未进入量产上市阶段。除了英特尔Optane存储推向市场外,IBM在闪存峰会的主题演讲中详细介绍第二代FlashCore2模组,用于旗下FlashSystem企业存储设备。 

  IBM之前曾经推出第一代FlashCore模组和定制的U.2 NVMe固态硬盘,该模组内没有使用超级电容进行断电保护,主机系统也没有电池备份,但使用Everspin的磁阻RAM(MRAM)可提供固有的非易失性写缓存。管理FCM2的数TB容量需要数GB的RAM,使用MRAM作为写缓冲器、而不是具有断电保护功能的DRAM的主要原因,是因为超级电容器或电池的使用寿命只有几年,当系统发生故障时,情况会变得无法挽回。

  FCM 2继续使用MRAM,从之前的Everspin 256Mbit ST-DDR3升级到1Gbit ST-DDR4内存。更高密度的MRAM使得在硬盘上包含有用数据量变得更加容易,但是完全取代SSD上的DRAM仍然太昂贵,IBM认为MRAM长期可靠性更强,值得用三种存储器来构建一个驱动器的成本和复杂性。

  IOBM第一代FCM 1使用美光64层3D TLC NAND,FCM 2则改用美光的96L 3D QLC NAND,拥有更高的密度和更低的每比特成本,让硬盘的最大容量翻倍到38.4TB。只是使用固有的慢速闪存,如何保持高性能就是大问题,因为NAND的程序(写)延迟约为3倍,读延迟为2-3倍,而且写入耐久性和数据保留率较低。

  20通道的NAND接口可在典型数据集上提供2.3倍左右的压缩比,能够很好的缓解QLC耐久性问题。该存储器也可以将部分QLC NAND用作SLC,但并不是消费类SSD上的SLC写缓存那样简单。FCM 2还能跟踪IO模式,以预测哪些数据块会被频繁访问(即所谓的热数据),并尝试将这些数据存储在SLC上,不是直接将数据发送到QLC。

  虽然企业级SSD会尽量避免使用SLC缓存,固态硬盘很难持续确保工作负载期间QoS性能。但IBM有信心,该公司的智能数据放置启发式方法,可避免任何严重的QoS问题,还可利用主机软件提供的数据寿命提示。 

  IBM的FlashSystem存储设备可让2U/24驱动器系统的速度达到40GB/s,并因内建压缩功能,可用容量高达757TB或有效容量约为1.73PB。

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