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存储的位置到底在哪?计算机架构或将迎来巨变
2016-02-17 未知 / 孙浩峰

多少年来,存储一直都是整个计算机内瓶颈最大的子系统。当然,这与计算机架构成型时存储需求并不大也有关。但随着数据价值被逐渐发掘,存储子系统的瓶颈就变得越来越明显。于是,很多企业都开始着手解决这些问题。于是,围绕存储的漫长纠结便开始了。存储系统先是被从计算机架构中拿出来,然后又放回去。先是把存储当成一个设备,然后又把它搞成一套系统。可以说,无数的企业围绕存储把能想的招都想到了,把能用的方法也都用到了。但结果目前存储仍然是整个计算机架构中最慢。

  回到问题的最开始,存储系统为什么最慢?因为他离CPU最远。但要想把存储和CPU之间的距离拉近,这事又非常复杂。于是,业界老大哥终于出马了。

  3D XPoint要干什么?

  3D XPoint技术是英特尔联合镁光推出的最新非易失性存储技术。换句话说,他是介于内存和闪存之间的中间形态。而除了替代高端存储之外,英特尔对3D XPoint技术还有更多的期待。

  英特尔非易失性存储解决方案事业部拓展经理倪锦峰表示:3D XPoint目前可以提供1000倍于传统NAND闪存的读写速度和寿命,以及十倍于DRAM的容量密度。同时,在每GB功耗上,3D XPoint颗粒也仅为目前DDR3颗粒的十几分之一。另外,3D XPoint还可以像闪存一样进行3D堆叠,从而达到更高的存储密度。

  显然,凭借这样的特性,3D XPoint更适合做成DIMM形态,用作内存之外的第二级系统缓存。目前,英特尔已经联合镁光制造出了第一代样品。而这个样品的确就采用了DIMM的形态。

  据悉,英特尔计划在未来的至强系列处理器中集成3D XPoint的控制器,以便提供对3D XPoint技术的直接支持。另一方面,由于3D XPoint本身的寿命将会千倍于传统的NAND闪存,因此对磨损均衡等功能的需求并不十分强烈,且控制器将会放在处理器中,因此DIMM形态的3D XPoint并不会在产品上安装大型主控。在大规模量产后,产品的价格和制造难度也不会太高。

  同时,英特尔也表示,随着工艺的不断成熟,3D XPoint的寿命仍有很大的提升空间。相信在未来,寿命应该不会成为3D XPoint技术的主要瓶颈。而随着寿命的提升以及3D堆叠工艺的成熟,未来计算机架构中将有望出现一个通用性的大规模非易失性缓存结构。

  软件问题怎么解决?

  相对于Ultra DIMM技术,3D XPoint在速度、寿命上都有很大优势。但在初期,3D XPoint显然也会面对和Ultra DIMM一样的问题——兼容性。

  目前所有的设备、操作系统和应用软件均是基于传统的计算机架构。面对即将面市的3D XPoint,他们都还没有做好充分的准备。因此,想要普及3D XPoint,英特尔还有很多连横合纵的工作要做。

  英特尔数据中心事业部副总裁兼存储事业部总经理Beverly Crair表示:目前,英特尔正在与包括微软、红帽以及众多Linux开发社区进行紧密的合作。另外,英特尔还会在编译器和驱动库中提供相关的接口和支持,方便开发者随时调用这些更高速的存储结构。

  虽然Beverly Crair并没有过多的透露合作的内容,但可以想见,作为操作系统,对于3D XPoint技术的支持几乎可以说是必须的。

  另外,在应用模式上,Beverly Crair则表示:对于3D XPoint技术,目前英特尔一共计划了三种应用模式。第一种显然就是作为内存的扩展,当然,从目前来看这是需要操作系统来进行调度的,也是最简单的使用方式,无需额外的软件开发,已有操作系统可以直接进行调度。第二种则是作为传统SSD存储的扩展。而第三种则是中间形态,这需要应用软件根据自身的需求和实际情况来动态选择3D XPoint技术的用法。

  一个无可限量的未来

  英特尔作为当今IT圈的老大哥,其威信和号召力都是毋庸置疑的。而这种对计算架构的改变由英特尔来牵头显然也是最合适、也最容易成功的。当然,当今的IT圈也绝不是一言堂,这个圈子里除了英特尔之外还有很多行业巨头。英特尔如何拉拢这些巨头,并借用他们的力量推动3D XPoint技术的应用?这也是摆在3D XPoint技术面前一道必须迈过的槛。

  但无论如何,就目前3D XPoint技术本身的素质和英特尔的实力来看,其未来的普及也绝非天方夜谭。很可能在不久的未来,我们就能够在内存数据库、高性能计算等高端应用上看到3D XPoint技术的身影。

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