有一系列永久記憶體正在醞釀,旨在突破成為提升伺服器運算性能障礙的存取速度瓶頸,不過無論是記憶體晶片本身或是其編程模型(programming model)都還在開發階段。

Hewlett Packard Enterprise (HPE)的資深研究員Dhruva Chakrabarti表示,有部分資料庫已經能支援採用非揮發性快閃記憶體的記憶體內運作(in-memory operation),而現在:「人們需要開發新種類的應用程式…我們還沒有已經準備好適合永久記憶體的優良應用程式。」

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與傳統硬碟機儲存方案相較,新一代的永久記憶體能為資料中心大幅提升性能
(來源:HPE)

Chakrabarti表示,與採用傳統硬碟機(hard-disk)儲存方案的系統相較,採用永久記憶體能讓Atlas線上商務平台的運作速度提升數倍:「我們還離那樣的境界很遠,但是已經來到了可以嘗試的時間點。」

採用NVDIMM的伺服器環境,通常可內建8~16 Gbytes快閃記憶體,但利用下一代的記憶體如英特爾(Intel)的3D XPoint,可望帶來500 Gbytes甚至TByte等級的容量,而且能以更低延遲執行;可惜的是,市場觀察家預期那些新一代記憶體還需要至少兩年的時間才能廣泛上市。

Chakrabarti指出,硬體的延遲:「讓人有些失望,但那會是一個重要的轉捩點;」他預期,大概要到2020年才會有資料庫與儲存檔案系統應用的永久記憶體問世,而估計該類儲存方案能被更廣泛種類伺服器應用的程式語言支援之前,需要5~10年時間。

他表示:「希望有人可以開始撰寫那些應用程式,甚至能透過程式庫的形式呈現,如此就能說服產業標準組織在編程語言中支援永久記憶體,並讓該類記憶體儲存方案也獲得編譯器(compiler)與工具鏈的支援。

Chakrabarti是在一場由儲存網路產業協會(Storage Networking Industry Association,SNIA)主辦的會議上發表演說;該協會旗下有一個工作小組,正在為永久記憶體儲存開發編程模型,此外還有鎖定Linux平台的開放源碼方案。

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Atlas 利用執行階段程式庫(runtime library)來為永久記憶體儲存同步並創建日誌
(來源:HPE)

2020年的MRAM與ReRAM

在同一場SNIA會議上,還有一位英特爾的研究人員介紹了以pmem.io開放源碼專案為基礎、支援永久記憶體的候選程式庫;此外有一位微軟(Microsoft)的研究員則是介紹了支援SNIA之Open NVM Programming Model 1.0之Windows版本開發現況。

不過也有人對那些仍在起步階段的軟體開發投入抱持質疑態度,一位獨立契約開發者Christoph Hellwig就表示:「人們總是試著在任何事物完成之前就先發表意見,但往往當實際的硬體問世之後,情況會變得更有趣。」

在永久記憶體儲存硬體方面,Web-feet Research分析師Alan Niebel仍然對採用英特爾3D Xpoint的固態硬碟與DIMM抱持希望,認為該類產品可在2017年底以前上市;他表示,一年前發表的XPoint記憶體技術讓市場抱持高度期望:「現在我們仍在等待。」

在此同時,記憶體開發商Everspin推出了256 Mbit的MRAM元件,並承諾在明年推出Gbit的MRAM產品,號稱存取速度與耐久性都優於XPoint。而XPoint記憶體則號稱能在未來支援更快速的讀取,以及以百倍幅度增加的儲存密度。新創公司Spin Transfer Technologies則預定在下個月公布其MARM技術最新進展。

往更遠看,儲存大廠Western Digital則表示將在2020年以前推出採用電阻式記憶體(ReRAM)的替代方案;還有Sony正在自己開發針對機器學習應用量身打造的新一代記憶體,可能會搭配其電腦視覺應用的成像器。另一家新創公司Nantero則聲稱將在2019年推出採用碳奈米管技術的Gbit等級記憶體晶片。

編譯:Judith Cheng

(參考原文: Persistent Memory Needs Apps,by Rick Merritt)