一文看懂3D Xpoint！ 它估將在未來(lái)引爆內存市場(chǎng)革命

　　3D Xpoint 的出現，有沒(méi)有能力替代 DRAM，并成為 NAND Flash 的終結者，暫時(shí)還未有答案，但無(wú)庸置疑，它將為半導體帶來(lái)重大變革和突破。

　　由于標準型內存 DRAM、NAND Flash 等微縮制程已逼近極限，目前全球半導體巨擘皆正大舉發(fā)展次世代內存：「磁電阻式隨機存取內存 (MRAM)」，與含 3D XPoint 技術(shù)的「相變化內存 (PRAM)」及「電阻式動(dòng)態(tài)隨機存取內存 (RRAM)」。

　　而美廠(chǎng)半導體巨頭英特爾 (Intel)(INTC-US)，更早已與美光科技 (Micron Technology)(MU-US) 合作，針對含有 3D XPoint 技術(shù)的「相變化內存 (PRAM)」高速發(fā)展。

　　當英特爾和美光于 2015 年向市場(chǎng)推薦 3D Xpoint 時(shí)，旋即引起市場(chǎng)騷動(dòng)，市場(chǎng)目光立時(shí)聚焦在這個(gè)新型半導體之上。

　　因為這項新型內存無(wú)論在讀寫(xiě)能力和壽命上，都比 NAND Flash 強上 1000 倍! 而且價(jià)格竟然只有 DRAM 的一半，但比 NAND Flash 貴，并為數據中心帶來(lái)重要的影響。

　　為什么 3D Xpoint 那么吸引人? 無(wú)疑是因為它在 PCIe/NVMe 接口連接的時(shí)候，擁有比 NAND Flash 高 10 倍的性能，且使用時(shí)間會(huì )長(cháng) 1000 倍、速度也將提升 1000 倍。 這也就意味著(zhù)持續讀寫(xiě)次循環(huán)超過(guò) 100 萬(wàn)次，也就意味著(zhù)，這個(gè)存儲一旦裝上，在不壞的情況下能永久使用。

　　如下圖所示，含有 3D Xpoint 技術(shù)之內存，更擁有較低的延遲率，與 NAND Flash 相比，這個(gè)數據處理速度是 NAND Flash 的 1000 倍，明顯可以看出，在高速讀取的應用中，3D Xpoint 的讀寫(xiě)速度確實(shí)十分強悍。

　　讀寫(xiě)的速度優(yōu)勢，使得 3D Xpoint 能夠降低數據中心存儲體系的落差 (包括處理器上的 SRAM，DRAM，NAND FLAHS，HHD、磁帶或光盤(pán))，而且還能夠彌補易失性的 DRAM 和非易失性 NAND Flash SSD 之間的差距。

　　3D Xpoint 的出現，甚至更讓市場(chǎng)看到了大數據數據中心的未來(lái)。

　　Intel NVM 方案部門(mén)主管 James Myers 表示，他們的 3D Xpoint 產(chǎn)品 Optane 能夠用來(lái)執行有限的數據集或者實(shí)時(shí)存儲和升級數據。

　　相反地，傳統的 NAND Flash 只能批次地處理存儲數據，利用列式數據庫系統分析。 這就需要非常多的讀寫(xiě)操作。

　　Intel 的首個(gè) 3D Xpoint SSD P4800x 每秒能夠執行 550000 次的讀寫(xiě)操作 (IOPS)，與之對比，Intel 最頂尖的 NAND Flash SSD 的 IOPS 只能達到 400000。

　　和 DRAM 一樣，3D Xpoint 可以按字節尋址，這就意味著(zhù)每一個(gè)存儲單元有一個(gè)不同的位置，這不像分區的 NAND，在應用在為數據搜索的時(shí)候，不允許「超車(chē)」。

　　Gartner 內存研究部門(mén)主管 Joseph Unsworth 表示，嚴格的講，3D Xpoint 既不是 Flash，也不是 DRAM，它是一個(gè)介乎這兩者之間的技術(shù)，而生態(tài)系統的支持對于這項技術(shù)的拓展極為重要。 目前還沒(méi)看到任何一個(gè)飛翼式的 DIMM 被裝配，因此這會(huì )是一個(gè)很大的挖掘空間。

　　在價(jià)格方面，根據 Gartner 的數據顯示，現在 DRAM 的售價(jià)基本是每 gigabyte 5 美元，而 NAND 的價(jià)格則是每 gigabyte 0.25 美分。 3D Xpoint 的大批量采購價(jià)格則會(huì )在每 gigabyte 2.4 美元這個(gè)區間。

　　故按此來(lái)看，到 2021 年，3D Xpoint 的售價(jià)也會(huì )比 NAND Flash 貴許多，但絕對比 DRAM 價(jià)格便宜。

　　3D Xpoint 將挑戰 DRAM 市場(chǎng)?

　　Intel 和美光雙方目前都認為，3D Xpoint 與 NAND 是能夠互補的，但是市場(chǎng)分析師則認為，3D Xpoint 技術(shù)可能將在未來(lái)對 DRAM 市場(chǎng)造成挑戰。

　　市場(chǎng)分析師表示，3D Xpoint 的出現主要是彌補 NAND 和 DRAM 的差距，但隨著(zhù)新 3D Xpoint 的普及，SSD 的經(jīng)濟規模會(huì )增長(cháng)，故分析師們認為它會(huì )挑戰現存的存儲技術(shù)，不是指 NAND，而是 DRAM。

　　Gartner 預測，到 2018 年，3D Xpoint 會(huì )在數據中心中占領(lǐng)上風(fēng)。 屆時(shí)它會(huì )吸引很多關(guān)鍵客戶(hù)的目光。 這不僅僅限于服務(wù)器、存儲，超算中心或者云計算，軟件客戶(hù)也是他們的潛在關(guān)注者。

　　Unsworth 認為，3D Xpoint 是一個(gè)革命性的技術(shù)，但這個(gè)最終被廣泛采納需要一段時(shí)間，數據中心生態(tài)鏈需要一點(diǎn)時(shí)間去接納這個(gè)新存儲技術(shù)，芯片組和第三方應用的支持也需要時(shí)間去兼容。

　　而全球最大半導體代工廠(chǎng)臺積電 (2330-TW) 亦曾在 4 月 13 日對外說(shuō)明，臺積電目前已具備「量產(chǎn)」次世代內存中，磁電阻式隨機存取內存 (MRAM) 及電阻式動(dòng)態(tài)隨機存取內存 (RRAM) 等新型內存之技術(shù)。

　　而據韓國半導體業(yè)內人士透露，臺、美、韓半導體巨擘在次世代內存市場(chǎng)內的強力競爭，這很可能將全面改變半導體市場(chǎng)的發(fā)展前景，并成為未來(lái)半導體代工的主要業(yè)務(wù)之一。