三維NAND內存技術(shù)將讓固態(tài)存儲看到希望

　　IBM的技術(shù)專(zhuān)家Geoff Burr曾說(shuō)過(guò)，如果數據中心的占地空間象足球場(chǎng)那么大，而且還要配備自己的發(fā)電廠(chǎng)的話(huà)，那將是每一位首席信息官最害怕的噩夢(mèng)。然而，如果首席信息官們現在不定好計劃將他們的數據中心遷移到固態(tài)技術(shù)平臺的話(huà)，那么10年以后他們就會(huì )陷入那樣的噩夢(mèng)之中。

　　這并非危言聳聽(tīng)，過(guò)去的解決方案現在已經(jīng)顯露出存儲性能和容量不足的現象，這就是最好的證明。以前，如果需要更多的性能或容量，企業(yè)只需在數據中心添加更多的傳統硬盤(pán)就可以了，而且那樣做也很方便?，F在，Geoff Burr在2008年發(fā)表的一篇研究論文中指出，如果企業(yè)一直采用添加存儲設備的方法來(lái)滿(mǎn)足更高性能或容量的需求，那么到2020年的時(shí)候，它們的數據中心里的服務(wù)器和硬盤(pán)數量就會(huì )達到幾百萬(wàn)件。 在這種情況下，這些硬盤(pán)不但要消耗數據中心的大部分占地空間和能源預算，而且一旦某塊硬盤(pán)發(fā)生故障，那么在恢復過(guò)程中對故障的處理工作將會(huì )變得非常困難。這些問(wèn)題就不是簡(jiǎn)單地添加更多硬盤(pán)就可以解決的了，不管花多少錢(qián)都解決不了。IBM在2008年7月到9月版《IBM研發(fā)日記》中指出，它的目標是在閃存技術(shù)之外再開(kāi)發(fā)出一種不可變的、低成本、高性能的固態(tài)存儲技術(shù)。

　　不管它是通過(guò)替換還是深化閃存技術(shù)來(lái)實(shí)現，新技術(shù)或替代技術(shù)都必須在許多因素的綜合性能上占優(yōu)，那些因素包括可變性、單位比特成本和性能等。如果單位比特成本可以通過(guò)超高存儲密度而大幅降低，那么這樣的存儲級內存設備最終將取代企業(yè)存儲服務(wù)器系統中的磁性硬盤(pán)。

　　毫無(wú)疑問(wèn)，小型化是固態(tài)NAND技術(shù)不變的重點(diǎn)，以前它總是跟硬盤(pán)聯(lián)系在一起。性能和容量已經(jīng)得到提升，同時(shí)單位比特成本也大幅降低了。 這些都是通過(guò)提高存儲密度來(lái)實(shí)現的。

　　NAND廠(chǎng)商都深知這一點(diǎn)。Burr表示："通過(guò)深化開(kāi)發(fā)閃存技術(shù)來(lái)實(shí)現小型化目標所需要的時(shí)間和人力資源是采用新技術(shù)來(lái)實(shí)現這個(gè)目標所需資源的十倍，認識到這一點(diǎn)很重要。 因此，有這么多能干的人一直在研究它，突破性的技術(shù)研發(fā)總有可能會(huì )出現，那時(shí)閃存技術(shù)就可以達到低于22納米的工藝水平。然而，這個(gè)過(guò)程中存在著(zhù)一些尚未解決的大障礙。"

　　其中一個(gè)問(wèn)題與NAND內存的測量有關(guān)。市場(chǎng)研究公司Forward Insights的分析師Greg Wong表示："NAND內存的測量，尤其是橫向測量正變得越來(lái)越困難。有一種辦法是通過(guò)堆積技術(shù)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。"

　　NAND內存三維堆積技術(shù)比變相內存那種全新的替代型NAND技術(shù)更好一些，因為它不需要你去研究和驗證新材料和新工藝，而要是使用新技術(shù)的話(huà)，你通常都必須研究和驗證新材料和新工藝。相反，你仍然可以使用現有的材料和工藝，并且延長(cháng)產(chǎn)品的壽命。

　　NAND堆積只能向三維中的其中一維上進(jìn)行堆積，一種是水平堆積，一種是垂直堆積，還有一種是交叉點(diǎn)陣堆積。

　　Forward Insights的分析師Josef Willer表示："我們將三維NAND內存技術(shù)與其他新內存技術(shù)如變相內存技術(shù)進(jìn)行了對比，并努力搞清了什么對延長(cháng)NAND壽命來(lái)說(shuō)最有意義。我們認為，從成本和實(shí)現的角度來(lái)說(shuō)，三維NAND內存技術(shù)在未來(lái)4年有很大的發(fā)展潛力。 如果你是廠(chǎng)商，那么你必須考慮花更長(cháng)的時(shí)間來(lái)完善新的固態(tài)存儲技術(shù)，你也可以看到象三維堆積那樣的技術(shù)可以立即提升存儲容量和性能，從而延長(cháng)NAND產(chǎn)品的壽命。由于這個(gè)原因，我們研究了變相存儲等新技術(shù)，同時(shí)也評測了包括堆積NAND等在內的其他可選方案。"

　　最近幾年，象東芝和三星那樣的NAND廠(chǎng)商已經(jīng)開(kāi)始采用三維NAND堆積戰略，三維NAND市場(chǎng)將在2009年和2010年得到更大拓展。Willer表示："如果你是NAND廠(chǎng)商，當你采用三維NAND堆積技術(shù)的時(shí)候，你的工藝成本會(huì )上升，但是你會(huì )獲得更高的容量?？傮w來(lái)說(shuō)，這項技術(shù)還是很經(jīng)濟劃算的，因為雖然造價(jià)可能會(huì )增加20%，但是容量卻可以翻一倍。由于存儲密度的提高，實(shí)際的單位比特成本其實(shí)會(huì )降低下來(lái)。"

　　IBM的Geoff Burr認為，變相內存技術(shù)也會(huì )在企業(yè)固態(tài)存儲市場(chǎng)有很好的發(fā)展前景，但是Willer對此持不同意見(jiàn)。他說(shuō)："我們很可能會(huì )在市場(chǎng)上看到這樣的情況，那就是即是新技術(shù)進(jìn)入了內存市場(chǎng)，但是老技術(shù)仍然有一定的市場(chǎng)空間，這些新老技術(shù)會(huì )并存。" 以前磁帶與硬盤(pán)的發(fā)展歷程就是最好的證明。這同樣適用于NAND內存市場(chǎng)，即便是象變相內存技術(shù)那樣的技術(shù)也會(huì )對未來(lái)的企業(yè)存儲造成影響。

　　IBM的Burr表示："我們認為，由于開(kāi)發(fā)任何想要成為或者定義摩爾定律的邊界的半導體技術(shù)都需要非常巨大的成本，如果沒(méi)有明顯而且巨大的市場(chǎng)支持，這些技術(shù)就不會(huì )進(jìn)入商業(yè)市場(chǎng)。對于存儲級內存，這可能通過(guò)兩種方式來(lái)體現，要么是采用閃存替代技術(shù)向更高性能的市場(chǎng)進(jìn)化，或者解決企業(yè)級計算環(huán)境中固態(tài)盤(pán)中的NAND閃存性能不足的問(wèn)題。"