固態硬碟(SSD)與NAND快閃記憶體(flash)幾乎可說是同義詞,但業界一直在嘗試使用各種不同的持久型記憶體,同時取得了不同程度的成果。

Mobiveil Inc.和Crossbar Inc.最近宣佈正進行一項合作,致力於在SSD中使用可變電阻式隨機存取記憶體(ReRAM)。這項合作計劃是將Mobiveil的NVMe SSD IP放在Crossbar的ReRAM IP區塊中;其目標在於以flash NVMe SSD十分之一的超低延遲實現更高10倍的IOPS,從而為大型資料中心加速存取經常要求的資訊。

Mobiveil執行長Ravi Thummarukudy表示,該公司的NVMe、PCIe和DDR3/4控制器能輕鬆地搭配Crossbar ReRAM架構,使其能以低於10us的延遲實現512-bit IOPS。他表示,Mobiveil的NVM Express控制器架構的設計是專為鏈路和吞吐量利用率、延遲、可靠性、功耗和晶片封裝而最佳化的,並能搭配其PCI Express (PCIe)控制器和Crossbar ReRAM控制器共同使用。

Mobiveil的NVMe控制器IP配備了AXI介面,可用於簡化與FPGA和SoC的整合。其他IP子系統元件包括PCIe Gen 3.0、DDR3/4和ONFI控制器。其FPGA開發平台包括可根據用戶應用驗證NVMe IP解決方案的BSP和驅動程式。同時,Crossbar的ReRAM技術可以整合於標準的40nm CMOS邏輯或作為獨立記憶體晶片生產。

Thummarukudy表示,自從英特爾(Intel)和美光(Micron)推出3D Xpoint後,業界對於持久型記憶體越來越有興趣。Crossbar策略行銷和業務開發副總裁Sylvain Dubois表示,Mobiveil和Crossbar自去年起展開合作,除了為基於ReRAM的SSD開發IP,雙方並合作將ReRAM整合於NV-DIMM中。Dubois說:「NV-DIMM是我們以SSD進行開發的自然演變結果。」

在SSD中使用ReRAM的主要優點在於移除了垃圾回收(GC)所需的大部份後台記憶體存取,從而降低儲存控制器的複雜度。而且也因為不需要在快閃記憶體設計中打造大塊記憶體,因而能提供獨立的原子擦除。

Mobiveil的NVMe SSD IP在用於Crossbar的ReRAM IP模組時,能以低於Flash NVME SSD十分之一的延遲時間實現更高10倍的IOPS。但無論是Mobiveil或Crossbar都不會自行打造實際的SSD或NV-DIMM,而只是開發IP,讓其他業者能用於打造自家解決方案,Thummarukudy說。

Objective Analysis首席分析師Jim Handy表示,Mobiveil和Crossbar這兩家公司的合作,並不是業界第一次嘗試從其他NAND flash中打造SSD,包括製作基於DRAM的SSD而失敗了。他表示,這項合作成果似乎與英特爾的Optane產品相似。Handy並補充說,英特爾和美光堅持認為,Optane並未使用被認為是ReRAM子集的相變記憶體(PCM)。

Handy說,英特爾Optane是迄今唯一的3D Xpoint產品,該晶片與Crossbar的ReRAM類似。「這兩種晶片本身都接近於DRAM的速度,但具有持久性,」Handy說,「只要把它們放在NVMe控制器後面,最終就會變得非常快速。」

Handy表示,3D Xpoint最令人失望之處在於美光與英特爾聲稱其速度比NAND flash更快上千倍,但實際速度只快了七到八倍。

Handy預計Mobiveil和Crossbar基於ReRAM的SSD將遭受同樣的命運。「NVMe介面在延遲佔據重要地位,」他說。

當英特爾推動NVMe規格時,早在該公司發佈3D Xpoint之前,就確定會支援3D Xpoint。Handy說:「他們絕對不會忘記,而且也不只是最佳化NAND flash的介面。」

Handy表示,儘管有些客戶可能想要打造基於ReRAM的SSD,但這是一個很小的市場。「它的價格一定會很貴。這和NV-DIMM市場畢竟是不一樣的。」

Handy表示:「目前的NV-DIMMS比DRAM更昂貴,甚至比SSD更昂貴,但能為那些願意花更多錢買單的用戶提供了極高的速度。」

Handy表示,Crossbar基於ReRAM的SSD將會找到市場利基點,讓客戶願意為持久性和高性掏出更多錢來,他並補充說,英特爾看來像是在賠本賣Optane,但其實這有助於該公司賣出更多昂貴的處理器。

Handy說,採用3D NAND的SSD並不在任何風險。他說:「他們比起用Crossbar ReRAM製造的任何東西都更經濟得多。」

編譯:Susan Hong

(參考原文:Partnership Puts ReRAM in SSDs,by R. Gary Hilson)