用于存儲的閃存型內存是老舊硬盤驅動器的一個巨大改進,但即使閃存型內存的訪問時間是微秒級的,與動態RAM相比,它的速度依然不足。
閃存中可尋址的塊是有限的,將最小傳輸增加到4KB需要使用操作系統文件堆棧,因此會增加大量的CPU開銷。 這個不足使得有人在尋求一種替代固態存儲的產品,目前已經出現了幾種相關的技術,其中包括相變內存技術。
相變內存(PCM)看起來可能是對固態存儲最可行的替代方案。相變內存通過將單元(cell)的電導率從低變為高(相變)來運行。這可以通過施加電壓改變單元狀態來實現。這種變化非常快,在十納秒的范圍內。
由于相變內存的速度非常接近動態RAM(DRAM),因此它對于NVDIMM和NVM Express(NVMe)SSD都是理想的解決方案。 英特爾和美光都宣布推出3D XPoint版本,這是一款以PCM為基礎的產品。雖然目前出現了一些延遲和性能問題,但它看起來還是要比第一代的閃存快,或許在其后續版本中會快很多。
PCM是以字節尋址的,至少在NVDIMM版本中是這樣,這樣它將允許進行直接的小型傳輸。 與需要讀寫完整的數據塊相比,PCM可以只寫入和讀取一個字(word),這樣它就可以直接從注冊到內存操作的CPU指令進行讀寫,這是非常快的。
除了速度優勢,相變內存技術還比閃存更加耐用,因此日常寫入的數量不會是問題。 有一些關于特征尺寸和裸片容量的討論,結論也是比閃存更好。然而,相變內存在細節上還有一些問題。此外,第一個相變內存產品的總容量將落后于3D NAND驅動器。
可能的原因是,英特爾和美光計劃在DRAM和閃存之間對相變內存進行定價,這種方式并沒有得到認可,至少在前幾年內他們為此付出了代價。 此外,相變記憶技術還有其他障礙要克服。
3D NAND正在快速發展,所以我們可以期待它的成本會大幅降低,這將對新的PCM產品造成壓力。 同時,3D模式下每個模塊的容量也在迅速擴大,在2018路線圖上包含了100 TB的2.5英寸硬盤產品。
盡管英特爾使用NVMe網絡為集群中的所有3D XPoint內存設置了具有字節可尋址性的集群模型,但任何3D XPoint產品都需要字節尋址才能在這些條件下具有競爭力。