3D Xpoint技術(shù)與NAND Flash、DRAM的比較
1.NAND顆粒：浮柵極物理結(jié)構(gòu)單元，通過電壓驅(qū)動電子，由電壓值來判定bit位0或1。分為SLC、MLC、TLC三種flash顆粒，擦除次數(shù)分別為1萬-10萬、1千-1萬、幾百-1千次。壽命是NAND Flash的最大問題，其次是由于特殊的結(jié)構(gòu)，擦除時延較大，在大量寫的時候由于垃圾回收機制導(dǎo)致較大時延，但由于HDD的存在，NAND Flash在性能上完勝HDD，給用戶帶來更舒適的體驗，這就是為什么由HDD換成SSD后感覺像換了一臺新電腦一樣。3D NAND Flash：顧名思義，類似由NAND Flash層堆積起來由2D轉(zhuǎn)向3D，目前達到了32層，正在向48層進化，除了在容量上得到了快速提升，在其他方面和NAND Flash一樣。
2.DRAM：性能非常優(yōu)異，價格較為昂貴，但存在掉電易失性。目前我們使用的內(nèi)存主要是DRAM。DRAM的核心問題是易失性，其它方面的表現(xiàn)優(yōu)秀——比如在性能上DRAM的延遲很低（納秒級別）、帶寬較為充裕；壽命方面由于原理所致，DRAM壽命很長。不過，DRAM的存儲需要不停供電，斷電就會丟失存儲的數(shù)據(jù)。從DRAM被發(fā)明出來到現(xiàn)在，DRAM只是不斷地在預(yù)取值和總線上進行調(diào)整，核心的存儲架構(gòu)其實變化不大。
3.3D Xpoint技術(shù)：標記數(shù)據(jù)位狀態(tài)的不是電壓電流和磁，而是電阻，由電壓驅(qū)動，通過化學(xué)方法改變內(nèi)部介質(zhì)屬性，從而改變達到改變電阻的目的，目前只有Intel和美光兩家掌握，讀寫次數(shù)200萬次，壽命長。3D XPoint的存儲單元可以以3D方式進行堆疊，從而進一步提升存儲密度。目前第一代晶粒樣品使用的是雙層設(shè)計方案。雙層聽起來實在有些寒磣，特別是考慮到目前的3D NAND芯片已經(jīng)擁有32層，且逐步開始向48層進軍。不過3D XPoint的構(gòu)建方式完全不同，直接進行層數(shù)比較顯然并不科學(xué)。與NAND在架構(gòu)上的最大區(qū)別在于，3D XPoint實際上是以bit層級進行訪問。在NAND當中，整頁（在最新節(jié)點中為16KB）必須一次性進行編程才能存儲1 bit數(shù)據(jù)。而更糟糕的是，我們必須要在塊層級（至少包含200個頁）執(zhí)行擦除操作。如此一來，NAND就需要使用更為復(fù)雜的垃圾回收算法，從而更為高效地實現(xiàn)性能水平。然而無論算法多么精巧，處于穩(wěn)定狀態(tài)的驅(qū)動器在性能上仍然會因此受到影響，因為必須采用固定的讀取-修改-寫入周期才能對塊中的單一頁進行擦除。而作為以bit為基礎(chǔ)訪問單位的3D XPoint來說，其并不需要配合任何垃圾回收機制即可高效運作，這不僅極大簡化了控制器與固件結(jié)構(gòu)，更重要的是還將實現(xiàn)更高性能水平與更低功耗需求。而電壓驅(qū)動值也低于NAND Flash，更加節(jié)能，與NAND Flash一樣，也擁有位線(bitline)和字線(wordline)。
編輯：simon 最后修改時間：2019-09-17
