介質(zhì)層面的創(chuàng)新開啟了新的存儲(chǔ)加速發(fā)展模式，閃存正在朝著更便宜，更大容量的方向發(fā)展，在許多場景下，閃存正在以不可阻擋的趨勢(shì)替代磁盤，存儲(chǔ)系統(tǒng)架構(gòu)、協(xié)議以及一些應(yīng)用都需要重新面向閃存而優(yōu)化，與此同時(shí)，新的SCM熱潮正在興起，自從英特爾發(fā)布基于3D Xpoint的傲騰以來，越來越多的SCM方案或者方案原型也浮出水面。
作為一個(gè)底層技術(shù)層次上的重大創(chuàng)新，SCM本身需要很大的資金和時(shí)間投入，而且失敗的風(fēng)險(xiǎn)很高，這些風(fēng)險(xiǎn)直接勸退了喜歡跟風(fēng)炒作的廠商，對(duì)于SCM，大家是認(rèn)真的，因?yàn)楸澈笫怯姓嬲男枨笞鳛橥苿?dòng)力。
正如英特爾反復(fù)提及的“存儲(chǔ)金字塔”所說的那樣，介于內(nèi)存和NAND之間的部分差距過于懸殊，Optane就是用來填補(bǔ)這一鴻溝的方案。傲騰已經(jīng)發(fā)布了三四年了，一些用戶對(duì)于傲騰也有了一些更深入的認(rèn)識(shí)，傲騰的市場發(fā)展也取得了階段性的成果。
下一階段，手握市場上唯一的SCM商業(yè)化方案以及NAND SSD垂直控制能力的英特爾如何看待存儲(chǔ)未來發(fā)展的呢？為此，百易傳媒（DOIT）獨(dú)家專訪了英特爾院士、首席傲騰系統(tǒng)架構(gòu)師、英特爾非易失性存儲(chǔ)解決方案事業(yè)部Frank Hady博士。
英特爾如何看待存儲(chǔ)技術(shù)未來的發(fā)展？
Frank Hady博士表示，未來存儲(chǔ)的發(fā)展將由工作負(fù)載的需求驅(qū)動(dòng)。我們可以清楚地看到，龐大的數(shù)據(jù)集將在未來不斷涌現(xiàn)，全球數(shù)據(jù)量每三年就會(huì)翻一番。而且，如人工智能與物聯(lián)網(wǎng)這樣的工作負(fù)載則需要具備越來越高的性能，以快速訪問這些海量數(shù)據(jù)集。又比如，在人工智能的流水作業(yè)中，其每個(gè)階段都需要從處理器/工作負(fù)載到數(shù)據(jù)進(jìn)行不同的交互。
因此，現(xiàn)代存儲(chǔ)系統(tǒng)需要靈活多變，并能夠?yàn)殡S機(jī)讀/寫和順序讀寫提供高性能。存儲(chǔ)技術(shù)正在不斷演進(jìn)以滿足這類需求。這也意味著我們需要讓存儲(chǔ)的性能變得更高，從而拉近更多數(shù)據(jù)與處理器之間的距離。英特爾傲騰持久內(nèi)存和英特爾傲騰固態(tài)盤就屬于這樣的技術(shù)。
此外，這也意味著我們用來承載這些海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)需要具有更大的容量。英特爾3D NAND將持續(xù)提高密度，包括提高每單元的比特?cái)?shù)，以及每比特的密度來承載這些數(shù)據(jù)。圍繞處理器的內(nèi)存和存儲(chǔ)技術(shù)層級(jí)結(jié)構(gòu)將隨著專屬的存儲(chǔ)層數(shù)量而增長，就性能而言，每一層的作用是將更多的數(shù)據(jù)移向處理器。
“未來的存儲(chǔ)”要讓更多數(shù)據(jù)靠近處理器
聆聽Frank Hady博士的趨勢(shì)洞察：
隨著數(shù)據(jù)集的不斷增長，存儲(chǔ)層級(jí)中由顛覆性技術(shù)所帶來的的全新存儲(chǔ)層將讓更多數(shù)據(jù)靠近處理器。
一個(gè)很明確的事實(shí)是，DRAM的比特密度增長已經(jīng)明顯放緩，落后于數(shù)據(jù)集的增長速度。雖然3D NAND的密度增長能夠跟上數(shù)據(jù)集的增長速度，但由于距離太遠(yuǎn)（時(shí)延太高），而無法代替DRAM來存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)。這意味著DRAM和3D NAND之間需要一種密度更高的新技術(shù)。這種密度更高的新技術(shù)就是英特爾傲騰技術(shù)，它能夠存儲(chǔ)不適用于DRAM的龐大數(shù)據(jù)集，實(shí)現(xiàn)快速計(jì)算。
未來的存儲(chǔ)還將在NAND固態(tài)盤層面進(jìn)行創(chuàng)新。如之前所說，對(duì)更加龐大的數(shù)據(jù)集進(jìn)行存儲(chǔ)迫在眉睫，NAND固態(tài)盤將持續(xù)提供更大的容量。這些具備更大容量的SSD固態(tài)盤主要通過更高的存儲(chǔ)單元面積密度和每單元比特?cái)?shù)量的增加，實(shí)現(xiàn)3D NAND芯片級(jí)密度的持續(xù)快速提高。
由于采用了浮柵技術(shù)和CuA設(shè)計(jì)，英特爾QLC 3D NAND固態(tài)盤能夠以更低成本存儲(chǔ)更多數(shù)據(jù)。實(shí)際上，英特爾傲騰持久內(nèi)存和固態(tài)盤能夠存儲(chǔ)使用頻率更高的數(shù)據(jù)，結(jié)合超大容量的3D NAND固態(tài)盤，這一組合可以最大程度的發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)所在：對(duì)最常用數(shù)據(jù)進(jìn)行最高性能訪問，對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行快速訪問。
這一靈活、能夠洞察存儲(chǔ)介質(zhì)，并經(jīng)過軟件優(yōu)化的解決方案能夠在QoS SLA中提供現(xiàn)代數(shù)據(jù)存儲(chǔ)解決方案，并快速傳送所有類型的數(shù)據(jù)。
傲騰在“未來的存儲(chǔ)”中扮演什么角色？
英特爾傲騰技術(shù)在未來的存儲(chǔ)中有兩個(gè)角色：高性能固態(tài)盤和持久內(nèi)存。
英特爾傲騰固態(tài)盤的時(shí)延比NAND固態(tài)盤低一個(gè)數(shù)量級(jí)。事實(shí)上，在有些不友好的讀/寫工作負(fù)載下，時(shí)延最長的讀取差異可以達(dá)到近兩個(gè)數(shù)量級(jí)。此外，英特爾傲騰存儲(chǔ)相比NAND存儲(chǔ)在單位容量下也擁有更高的帶寬和更強(qiáng)的持久性。這一優(yōu)勢(shì)意味著英特爾傲騰存儲(chǔ)非常適合系統(tǒng)中最為常用的數(shù)據(jù)。英特爾傲騰存儲(chǔ)擁有能夠滿足諸多工作負(fù)載所需的性能和持久性，與NAND存儲(chǔ)相比可以減少處理器等待時(shí)間，從而高速完成計(jì)算。
英特爾傲騰持久內(nèi)存同樣具備所有上述英特爾傲騰固態(tài)盤的優(yōu)勢(shì)，并擁有更多其它優(yōu)勢(shì)。作為持久內(nèi)存，英特爾傲騰介質(zhì)可通過一個(gè)處理器指令，在350納秒內(nèi)對(duì)系統(tǒng)做出響應(yīng)。這遠(yuǎn)快于操作系統(tǒng)訪問存儲(chǔ)的速度，甚至英特爾傲騰固態(tài)盤也需要近1萬納秒（NAND固態(tài)盤更慢，大約是10萬納秒）。更具優(yōu)勢(shì)的地方在于，英特爾傲騰持久內(nèi)存能夠在內(nèi)存大小（64字節(jié)緩存線）而非塊大?。ㄖ辽?21或4096字節(jié)線）下被高效地訪問。得益于這些特性，英特爾傲騰持久內(nèi)存不僅能夠?yàn)樾聭?yīng)用和軟件層面的存儲(chǔ)架構(gòu)創(chuàng)新打開大門，也將進(jìn)一步加速大型數(shù)據(jù)集的處理。
未來已經(jīng)到來！
從技術(shù)角度來看，未來已經(jīng)到來，系統(tǒng)也正在加速擁抱這些新的存儲(chǔ)技術(shù)。英特爾傲騰持久內(nèi)存是存儲(chǔ)和內(nèi)存之間的橋梁，使超低延遲的持久性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)直接可用于處理器，避免額外系統(tǒng)開銷。英特爾傲騰固態(tài)盤通過更普及的存儲(chǔ)接口提供對(duì)同樣高性能存儲(chǔ)介質(zhì)的訪問能力。
這種快速存儲(chǔ)可以保存最常訪問的數(shù)據(jù)，其余數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)可以通過采用英特爾QLC 3D NAND 固態(tài)盤存儲(chǔ)其他數(shù)據(jù)，進(jìn)行自由優(yōu)化從而降低成本。盡管現(xiàn)階段這些技術(shù)已經(jīng)可用，但系統(tǒng)仍處于利用它們的早期階段。vSAN是目前進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)創(chuàng)新的典型案例，其通過將寫操作緩存在英特爾傲騰固態(tài)盤來提高整體性能，而讀取操作則放在NAND中進(jìn)行。
