英特爾3D XPoint技術能否給存儲市場帶來巨變？

存儲的變革目前面臨兩個方面一方面是商業層面的變革，由于目前是信息大爆炸的時代，大家使用數據的方式和之前有很大的不同。另外一個方面是技術上的變革，如英特爾推出的3D XPoint技術，英特爾在技術上的革新在給整個存儲行業帶來很大的變革。

近日英特爾數據中心事業部副總裁兼存儲事業部總經理 Beverly Crair和英特爾非易失性存儲解決方案事業部拓展經理倪錦峰就英特爾一年來在固態存儲方面的進展與媒體朋友做了溝通。其中在現場展示了3D XPoint工程樣機，相信即將面世。

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英特爾非易失性存儲解決方案事業部拓展經理倪錦峰

英特爾固態盤今后的技術驅動有兩條。第一是發力3D MLC和TLC NAND,作為加速SSD替換HDD的基石。第二是發力 3D XPoint技術，作為立足高性能存儲和內存的基石。

如果把存儲介質看做一個金字塔最高層的是DRAM，價格較高，延時也最低，主要作為緩存；

DRAM往下是就是3D XPoint基于DIMM的存儲產品；3D XPoint和DRAM還是有區別，第一個容量可以做得更大，大概在10倍左右，延遲參數比DRAM差一些；

再往下是3D NAND SSD產品，在性能，密度，成本等方面都有很大區別。

英特爾期望能夠2017—2018年初取代大部分的SAS HDD。3D NAND未來尺寸可以做到更大，比如在PCIe的卡上可以做到16TB、32TB、64TB，成本會更加接近HDD。

Beverly Crair認為3D XPoint在DIMM上的應用會推動整個存儲行業的前進。

3D XPoint相對于目前的NAND超出1000倍的速度、超出1000倍的耐用性，此外，相比傳統存儲器，該存儲器技術的存儲密度也提升高達10倍。（NAND是一種非易失性存 儲技術，即斷電后仍能保存數據。）也是自1989 年NAND閃存推出至今的首款基于全新技術的非易失性存儲器。

（圖一，現場展示的工程樣機）

倪錦峰認為3D XPoint的應用不僅可以用在DIMM上的，還可以應用在別的存儲設備上，它的優勢就在于不需要做太多應用架構層面的改變，可以將存儲量做的更大，與PCIe相比性能更好。

根據SSD的優化，Beverly Crair認為除了硬件以外，英特爾還在軟件上花了很大精力進行平臺優化，通過英特爾存儲軟件加速庫，像針對融合式存儲的擦除編碼做優化，還有新的英特爾存儲性能開發套件，主要應用是針對橫向擴展領域iSCSI的協議支援以及性能優化，并且對NVMe over fabric的應用提供支援。

對于軟件的優化，Beverly Crair認為第一點就是本身英特爾軟件編譯器就已經對Cache進行了優化，第二點就是從存儲的角度，英特爾存儲加速軟件庫，這個軟件庫專門針對存儲應用，例如擦除編碼、壓縮等專門進行優化，利用英特爾處理器先進的指令集，比如AVX2。

3D XPoint 技術點有：

交叉點陣列結構--垂直導線連接著1280億個密集排列的存儲單元。每個存儲單元存儲一位數據。借助這種緊湊的結構可獲得高性能和高密度位。

可堆疊——除了緊湊的交叉點陣列結構之外，存儲單元還被堆疊到多個層中。目前，現有的技術可使集成兩個存儲層的單個芯片存儲128Gb數據。未來，通過改進光刻技術、增加存儲層的數量，系統容量能夠獲得進一步提高。

選擇器——存儲單元通過改變發送至每個選擇器的電壓實現訪問和寫入或讀取。這不僅消除了對晶體管的需求，也在提高存儲容量的同時降低了成本。

快速切換單元--憑借小尺寸存儲單元、快速切換選擇器、低延遲交叉點陣列和快速寫入算法，存儲單元能夠以高于目前所有非易失性存儲技術的速度切換其狀態。

3D NAND技術采用浮柵型單元，基于3D NAND技術芯片的存儲容量是其他NAND芯片存儲容量的三倍?？谙闾谴笮」虘B盤存儲容量將超過3.5TB。同時可以大幅降低NAND閃存的成本。

3D XPoint有三種應用模式，第一可以做為內存的擴展，該使用場景從軟件層面來看非常簡單，不需要額外開發或者優化，直接可以用。

第二就是類似于NVMe的拓展，把非易失閃存存儲進行擴展，也比較簡單。

第三是應用層面的擴展，這個相當靈活，需要用戶來做軟件優化，這個好處是你可以定義哪些是可以做內存哪些可以做永久存儲，用于掉電以后的保護。

同樣我們看到也看到3D XPoint 未來推廣上有一些挑戰，倪錦峰認為NVMe基礎上的PCIe，挑戰在于應用層面，目前有絕大部分客戶還沒有能力把應用層面的性能發揮出來， 這應該是最大的問題。如果把3D XPoint放到PCIe的接口上，性能進一步提升，然而瓶頸依然在應用，因此如何能夠幫助客戶做應用層面優化，能夠更好地受益于3D XPoint和PCIe是很重要的一點。

另外一個挑戰是如果把3D XPoint做成內存，是一種全新的運用模式，更接近與DDR，這個的關鍵就在于如何同DDR進行配合，在內存應用方面如何調整。一旦產品到市場以后，還會涉及到容量點、價格等等，商業的支持，這些都不是最重要的問題，最重要的是，怎么樣幫助客戶在應用層面做更好的創新，怎么樣使用，這是非常重要的。?

關于3D XPoint是不是會取代傳統的NVMe，倪錦峰認為在可見的將來不會，有幾個大挑戰，一是它跟NAND還是有非常大的差距的。第二個是成本，它有DDR的性能成本接近NAND，但是成本還是相對較高。因此3D XPoint在于它幫我們將整個SSD層級往上拉，從而更接近于DDR，3D NAND又幫我們把成本往下降，更接近HDD，這兩個定位是沒有任何沖突的，是相輔相成的，能夠把整個NVMe做起來。