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固态存储技术进步神速,SSD统治市场的节奏

时间:06-11 来源:新电子? 点击:

3D TLC SSD的效能持续维持在高档一段很长的时间。统包方案的出现,让供应商跨足SSD市场的门槛大幅降低。在慧荣的展示区里,除了展示大量中国当地品牌、通路品牌业者的SSD产品外,连超微(AMD)等原本并未跨足SSD市场的知名国际品牌,也在统包方案的协助下推出SSD产品(图2)。

Rambus推动SDA计画 锁定即时大数据分析

目前在伺服器、资料中心市场上,采用NVMe逻辑介面与PCIe实体介面的SSD已经成为主流,但该领域还有一块名为记忆体内运算(In Memory Computing)的市场,至今仍未被SSD攻克。这个领域对读写性能、延迟、汇流排频宽的要求极高,现有SSD要满足其需求并不容易。因此,迈威尔、Rambus等业者正各自研发以DRAM为基础的最终级快取(Final-level Cache, FLC)技术及智慧资料加速(Smart Data Acceleration, SDA)技术,要让固态储存越来越接近中央处理器。不过,最终级快取跟SDA的市场定位与技术内涵上有些不同。

FLC架构示意如图3。藉由在主记忆体与CPU之间再添加一层高速DRAM,扮演CPU晶片之外的最终级快取。迈威尔表示,在目前的电脑作业系统中,虽然储存了可观的程式码在DRAM里,但事实上被使用到的部分非常少。由于电脑系统架构的限制,DRAM不知道何时该载入那些程式码、何时又该清除用不到的程式码,因此形成很大的浪费。

图3 迈威尔FLC架构示意图

因此,迈威尔提出了以小容量高速DRAM作为CPU延伸快取的概念,CPU可以直接对该记忆体载入或删除资料,至于原本扮演主记忆体角色的标准DRAM容量则可以减少到目前的十分之一之多,只需要提供资料缓冲;主记忆体的任务则交给SSD来执行。这种做法可以大幅降低DRAM的耗电量,让行动装置、笔记型电脑、伺服器与穿戴式装置运算性能进一步升级,同时更加省电。

同样以DRAM为基础,Rambus提出的SDA则是专为伺服器设计。Rambus系统与解决方案副总裁Steven Woo表示,摊开伺服器的记忆体架构层级(图4),不难发现从DRAM到SSD之间,还有很大的性能鸿沟存在。只要能填平这道鸿沟,伺服器的运算效能将有飞跃性的突破。

图4 伺服器记忆体阶层架构

SDA目前还只是一个研发阶段的专案,该SDA引擎可支援4通道DDR3,每个通道为6条DIMM插槽、记忆体通道的频宽为667MHz(图5)。目前展示的SDA原型记忆体容量为384GB,但该引擎还可以支援更高的资料传输率与容量。

图5 Rambus仍在研发中的SDA模组

该研发计画最特别的地方在于许多运算任务都是在SDA模组上的现场可编程闸阵列(FPGA)进行,因此系统不必把大量资料搬到CPU上进行运算,可省下大量系统内部频宽。

SDA可以为伺服器系统架构带来很多新的可能性,例如记忆体内运算/资料分析,或是当作RAM Disk来使用,也可以帮伺服器CPU分摊部分运算任务。

Woo透露,根据该公司与几家大型网路公司讨论的结果,SDA可以让资料中心减少CPU用量,因为CPU晶片对外的频宽有限,如果要把DRAM上的资料都搬到CPU上处理,运算任务得分拆成多个小任务,由多颗CPU同步执行,其结果就是每颗CPU的运算效能都无法彻底利用,形成某种资源上的浪费。因此,当Rambus向这些潜在用户展示SDA时,很快就引起他们的兴趣,认为可以让资料中心减少伺服器数量,省下可观的总体持有成本(TCO)。

SDA专案目前还在收集使用者意见的阶段。在本届台北国际电脑展期间,Rambus来台进行实机展示,主要是希望能收集到更多伺服器业者对这个技术的意见跟看法,未来产品设计还会根据这些意见做出调整。

固态储存技术不断演进 高中低阶市场一把抓

固态储存技术近年来不断有新突破,不仅是以NAND Flash为基础的SSD,拥有更高读写性能及低延迟优势的DRAM,也不断调整其于系统中的角色定位。个人电脑、伺服器全面采用固态储存技术的时机已经更加成熟,传统机械式硬碟虽不至于被全面淘汰,但未来或许得进一步转型成为资料仓储(Data Archive)装置,与SSD、DRAM做出更明显的定位区隔。

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