英特尔3D XPoint技术能否给存储市场带来巨变？

存储的变革目前面临两个方面一方面是商业层面的变革，由于目前是信息大爆炸的时代，大家使用数据的方式和之前有很大的不同。另外一个方面是技术上的变革，如英特尔推出的3D XPoint技术，英特尔在技术上的革新在给整个存储行业带来很大的变革。

近日英特尔数据中心事业部副总裁兼存储事业部总经理 Beverly Crair和英特尔非易失性存储解决方案事业部拓展经理倪锦峰就英特尔一年来在固态存储方面的进展与媒体朋友做了沟通。其中在现场展示了3D XPoint工程样机，相信即将面世。

英特尔非易失性存储解决方案事业部拓展经理倪锦峰

英特尔固态盘今后的技术驱动有两条。第一是发力3D MLC和TLC NAND,作为加速SSD替换HDD的基石。第二是发力 3D XPoint技术，作为立足高性能存储和内存的基石。

如果把存储介质看做一个金字塔最高层的是DRAM，价格较高，延时也最低，主要作为缓存；

DRAM往下是就是3D XPoint基于DIMM的存储产品；3D XPoint和DRAM还是有区别，第一个容量可以做得更大，大概在10倍左右，延迟参数比DRAM差一些；

再往下是3D NAND SSD产品，在性能，密度，成本等方面都有很大区别。

英特尔期望能够2017—2018年初取代大部分的SAS HDD。3D NAND未来尺寸可以做到更大，比如在PCIe的卡上可以做到16TB、32TB、64TB，成本会更加接近HDD。

Beverly Crair认为3D XPoint在DIMM上的应用会推动整个存储行业的前进。

3D XPoint相对于目前的NAND超出1000倍的速度、超出1000倍的耐用性，此外，相比传统存储器，该存储器技术的存储密度也提升高达10倍。（NAND是一种非易失性存 储技术，即断电后仍能保存数据。）也是自1989 年NAND闪存推出至今的首款基于全新技术的非易失性存储器。

（图一，现场展示的工程样机）

倪锦峰认为3D XPoint的应用不仅可以用在DIMM上的，还可以应用在别的存储设备上，它的优势就在于不需要做太多应用架构层面的改变，可以将存储量做的更大，与PCIe相比性能更好。

根据SSD的优化，Beverly Crair认为除了硬件以外，英特尔还在软件上花了很大精力进行平台优化，通过英特尔存储软件加速库，像针对融合式存储的擦除编码做优化，还有新的英特尔存储性能开发套件，主要应用是针对横向扩展领域iSCSI的协议支援以及性能优化，并且对NVMe over fabric的应用提供支援。

对于软件的优化，Beverly Crair认为第一点就是本身英特尔软件编译器就已经对Cache进行了优化，第二点就是从存储的角度，英特尔存储加速软件库，这个软件库专门针对存储应用，例如擦除编码、压缩等专门进行优化，利用英特尔处理器先进的指令集，比如AVX2。

3D XPoint 技术点有：

交叉点阵列结构--垂直导线连接着1280亿个密集排列的存储单元。每个存储单元存储一位数据。借助这种紧凑的结构可获得高性能和高密度位。

可堆叠——除了紧凑的交叉点阵列结构之外，存储单元还被堆叠到多个层中。目前，现有的技术可使集成两个存储层的单个芯片存储128Gb数据。未来，通过改进光刻技术、增加存储层的数量，系统容量能够获得进一步提高。

选择器——存储单元通过改变发送至每个选择器的电压实现访问和写入或读取。这不仅消除了对晶体管的需求，也在提高存储容量的同时降低了成本。

快速切换单元--凭借小尺寸存储单元、快速切换选择器、低延迟交叉点阵列和快速写入算法，存储单元能够以高于目前所有非易失性存储技术的速度切换其状态。

3D NAND技术采用浮栅型单元，基于3D NAND技术芯片的存储容量是其他NAND芯片存储容量的三倍。口香糖大小固态盘存储容量将超过3.5TB。同时可以大幅降低NAND闪存的成本。

3D XPoint有三种应用模式，第一可以做为内存的扩展，该使用场景从软件层面来看非常简单，不需要额外开发或者优化，直接可以用。

第二就是类似于NVMe的拓展，把非易失闪存存储进行扩展，也比较简单。

第三是应用层面的扩展，这个相当灵活，需要用户来做软件优化，这个好处是你可以定义哪些是可以做内存哪些可以做永久存储，用于掉电以后的保护。

同样我们看到也看到3D XPoint 未来推广上有一些挑战，倪锦峰认为NVMe基础上的PCIe，挑战在于应用层面，目前有绝大部分客户还没有能力把应用层面的性能发挥出来， 这应该是最大的问题。如果把3D XPoint放到PCIe的接口上，性能进一步提升，然而瓶颈依然在应用，因此如何能够帮助客户做应用层面优化，能够更好地受益于3D XPoint和PCIe是很重要的一点。

另外一个挑战是如果把3D XPoint做成内存，是一种全新的运用模式，更接近与DDR，这个的关键就在于如何同DDR进行配合，在内存应用方面如何调整。一旦产品到市场以后，还会涉及到容量点、价格等等，商业的支持，这些都不是最重要的问题，最重要的是，怎么样帮助客户在应用层面做更好的创新，怎么样使用，这是非常重要的。 

关于3D XPoint是不是会取代传统的NVMe，倪锦峰认为在可见的将来不会，有几个大挑战，一是它跟NAND还是有非常大的差距的。第二个是成本，它有DDR的性能成本接近NAND，但是成本还是相对较高。因此3D XPoint在于它帮我们将整个SSD层级往上拉，从而更接近于DDR，3D NAND又帮我们把成本往下降，更接近HDD，这两个定位是没有任何冲突的，是相辅相成的，能够把整个NVMe做起来。