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3D XPoint现真身 美光披露QuantX性能及耐久度信息

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本帖最后由 kobe 于 2016-8-11 17:48 编辑

Intel与美光合作研发3D XPoint技术,其中Intel将其3D XPoint产品命名为Optane,而美光则走自己的路将自家3D XPoint命名为QuantX。在Flash Memory Summit 2016之前,Intel与美光对3D XPoint的具体信息透露的非常少,仅仅给了一个“比NAND闪存快1000倍、耐用1000倍,并且比DRAM内存容量大10倍”这样一个模糊的信息。而现在美光终于肯拿出点具体信息出来了,在FMS2016上美光展示了QuantX的还处于开发阶段的原型设备。以下内容转载自Tom's Hardware:http://www.tomshardware.com/news/intel-micron-3d-xpoint-memory,32434.html

这个开发中的设备看起来还比较原始,使用PCIe 3.0 X8接口,总容量128GB。在子PCB板上能看到4个存储颗粒,这样算来的话每个颗粒容量是32GB。美光说20nm 3D XPoint的单Die容量为128Gb(16GB),由此可知每个颗粒内封装了两个Die。


128Gb的单Die容量比美光的单die 384Gb的3D TLC闪存差远了,3D XPoint并非为容量而生,而是为了提供比NAND闪存更高的性能以及比DRAM内存更大的容量。

在这个原始设备上能看到5个美光DRAM颗粒,可能用来存储FTL转换表信息,当然DRAM也可以用来用作数据缓存,不过那样的话似乎显得有些太多了。在PCB上部能看到两排电容,考虑到3D XPoint是非易失性存储,这些电容的作用可能是异常断电时用来将DRAM内信息回写3D XPoint时用的。

在卡的末端能看到一个QFSP+连接端口,此外PCB上端还有一个网线端口及一个SAS端口,当然这些可能是原始设备调试所用,在实际产品当中可能就看不到了。

关于性能的信息:

美光当前展示的这个设备是类似于硬盘的存储设备,而不是类似内存的NVDIMM设备。美光说QuantX SSD可以提供十倍于NAND闪存的低队列深度性能、十倍于NAND闪存的响应时间以及四倍于DRAM内存的存储容量。

实时测试对比显示,基于3D XPoint技术的QuantX读取延迟10微秒、写入延迟20微秒,而与之对比的是NAND闪存的读取延迟100微秒、写入延迟200微秒。

混合读写性能方面,美光用4K随机70%读取30%写入的混合读写来对比,首先是U.2接口的PCIe 3.0 X4带宽下,可以看到1600GB NAND的橙色曲线在图标最下方,图表中没有看到黄色和绿色线条所代表的800GB QuantX和400G QuantX?那是因为这两条线与1600GB QuantX的线条基本完全重合了!低队列深度下较小容量的QuantX可以达到与大容量盘近似的混合读写性能,这是QuantX的一个优势:如果你不需要很大容量,那么小容量型号并不会因为容量小而损失性能。

而在PCIe 3.0 X8接口下,由于U.2接口的瓶颈被解除,不同容量的QuantX在低队列深度下的性能能够略微拉开一些差距了,不过在QD16以后依然是完全重合:

在很多评测里经常会用最高负载(最高队列深度)去测试SSD的性能,然而即便是企业级重负载,也很少会出现QD8以上的队列深度,因此低队列深度下性能是很重要的。

关于为何QuantX在小容量产品上就能提供较高性能的原因,Tom's Hardware在向美光提问后获得如下解答:

要提高NAND的性能,需要将闪存分为多个plane,通过数据并发传输来提高性能,美光的3D NAND拥有4个plane。而QuantX内部没有传统意义上的plane,而是被划分成了64个可以单独响应写入/擦除命令的单元区域,这样就提高了并发传输性能,一个3D XPoint的Die就可以拥有16个NAND Die的并行能力。

关于耐久度问题,美光表示现阶段的QuantX可以做到25DWPD,也就是每天写入25倍全盘容量,在这个使用强度下可以保障5年的使用。换个比较容易理解的说法就是至少45625次擦写寿命。

功耗方面,美光表示当前QuantX的功耗与NAND闪存相似,为了提高并行度而增加的独立单元在读写数据时全部都要保持活动状态,这对功耗控制是不利的,不过相对于提升的性能来说,QuantX的单位IOPS功耗相比NAND闪存是降低了的。相比当前更高阶的NVDIMM形态,3D XPoint还需要等软硬件系统的逐渐成熟才能投入实用。

美光没有给出QuantX的上市时间表,不过Intel曾说过Optane SSD的上市时间会在今年内。
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小钻风 发表于 2016-8-14 19:54 | 只看该作者
已经上风扇了,将来全覆盖散热片指日可待啊
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