三維NAND內(nèi)存技術(shù)將讓固態(tài)存儲(chǔ)看到希望

　　IBM的技術(shù)專家Geoff Burr曾說過，如果數(shù)據(jù)中心的占地空間象足球場(chǎng)那么大，而且還要配備自己的發(fā)電廠的話，那將是每一位首席信息官最害怕的噩夢(mèng)。然而，如果首席信息官們現(xiàn)在不定好計(jì)劃將他們的數(shù)據(jù)中心遷移到固態(tài)技術(shù)平臺(tái)的話，那么10年以后他們就會(huì)陷入那樣的噩夢(mèng)之中。

　　這并非危言聳聽，過去的解決方案現(xiàn)在已經(jīng)顯露出存儲(chǔ)性能和容量不足的現(xiàn)象，這就是最好的證明。以前，如果需要更多的性能或容量，企業(yè)只需在數(shù)據(jù)中心添加更多的傳統(tǒng)硬盤就可以了，而且那樣做也很方便。現(xiàn)在，Geoff Burr在2008年發(fā)表的一篇研究論文中指出，如果企業(yè)一直采用添加存儲(chǔ)設(shè)備的方法來滿足更高性能或容量的需求，那么到2020年的時(shí)候，它們的數(shù)據(jù)中心里的服務(wù)器和硬盤數(shù)量就會(huì)達(dá)到幾百萬件。 在這種情況下，這些硬盤不但要消耗數(shù)據(jù)中心的大部分占地空間和能源預(yù)算，而且一旦某塊硬盤發(fā)生故障，那么在恢復(fù)過程中對(duì)故障的處理工作將會(huì)變得非常困難。這些問題就不是簡(jiǎn)單地添加更多硬盤就可以解決的了，不管花多少錢都解決不了。IBM在2008年7月到9月版《IBM研發(fā)日記》中指出，它的目標(biāo)是在閃存技術(shù)之外再開發(fā)出一種不可變的、低成本、高性能的固態(tài)存儲(chǔ)技術(shù)。

　　不管它是通過替換還是深化閃存技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，新技術(shù)或替代技術(shù)都必須在許多因素的綜合性能上占優(yōu)，那些因素包括可變性、單位比特成本和性能等。如果單位比特成本可以通過超高存儲(chǔ)密度而大幅降低，那么這樣的存儲(chǔ)級(jí)內(nèi)存設(shè)備最終將取代企業(yè)存儲(chǔ)服務(wù)器系統(tǒng)中的磁性硬盤。

　　毫無疑問，小型化是固態(tài)NAND技術(shù)不變的重點(diǎn)，以前它總是跟硬盤聯(lián)系在一起。性能和容量已經(jīng)得到提升，同時(shí)單位比特成本也大幅降低了。 這些都是通過提高存儲(chǔ)密度來實(shí)現(xiàn)的。

　　NAND廠商都深知這一點(diǎn)。Burr表示："通過深化開發(fā)閃存技術(shù)來實(shí)現(xiàn)小型化目標(biāo)所需要的時(shí)間和人力資源是采用新技術(shù)來實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)所需資源的十倍，認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)很重要。 因此，有這么多能干的人一直在研究它，突破性的技術(shù)研發(fā)總有可能會(huì)出現(xiàn)，那時(shí)閃存技術(shù)就可以達(dá)到低于22納米的工藝水平。然而，這個(gè)過程中存在著一些尚未解決的大障礙。"

　　其中一個(gè)問題與NAND內(nèi)存的測(cè)量有關(guān)。市場(chǎng)研究公司Forward Insights的分析師Greg Wong表示："NAND內(nèi)存的測(cè)量，尤其是橫向測(cè)量正變得越來越困難。有一種辦法是通過堆積技術(shù)來解決這個(gè)問題。"

　　NAND內(nèi)存三維堆積技術(shù)比變相內(nèi)存那種全新的替代型NAND技術(shù)更好一些，因?yàn)樗恍枰闳パ芯亢万?yàn)證新材料和新工藝，而要是使用新技術(shù)的話，你通常都必須研究和驗(yàn)證新材料和新工藝。相反，你仍然可以使用現(xiàn)有的材料和工藝，并且延長(zhǎng)產(chǎn)品的壽命。

　　NAND堆積只能向三維中的其中一維上進(jìn)行堆積，一種是水平堆積，一種是垂直堆積，還有一種是交叉點(diǎn)陣堆積。

　　Forward Insights的分析師Josef Willer表示："我們將三維NAND內(nèi)存技術(shù)與其他新內(nèi)存技術(shù)如變相內(nèi)存技術(shù)進(jìn)行了對(duì)比，并努力搞清了什么對(duì)延長(zhǎng)NAND壽命來說最有意義。我們認(rèn)為，從成本和實(shí)現(xiàn)的角度來說，三維NAND內(nèi)存技術(shù)在未來4年有很大的發(fā)展?jié)摿Α?如果你是廠商，那么你必須考慮花更長(zhǎng)的時(shí)間來完善新的固態(tài)存儲(chǔ)技術(shù)，你也可以看到象三維堆積那樣的技術(shù)可以立即提升存儲(chǔ)容量和性能，從而延長(zhǎng)NAND產(chǎn)品的壽命。由于這個(gè)原因，我們研究了變相存儲(chǔ)等新技術(shù)，同時(shí)也評(píng)測(cè)了包括堆積NAND等在內(nèi)的其他可選方案。"

　　最近幾年，象東芝和三星那樣的NAND廠商已經(jīng)開始采用三維NAND堆積戰(zhàn)略，三維NAND市場(chǎng)將在2009年和2010年得到更大拓展。Willer表示："如果你是NAND廠商，當(dāng)你采用三維NAND堆積技術(shù)的時(shí)候，你的工藝成本會(huì)上升，但是你會(huì)獲得更高的容量?？傮w來說，這項(xiàng)技術(shù)還是很經(jīng)濟(jì)劃算的，因?yàn)殡m然造價(jià)可能會(huì)增加20%，但是容量卻可以翻一倍。由于存儲(chǔ)密度的提高，實(shí)際的單位比特成本其實(shí)會(huì)降低下來。"

　　IBM的Geoff Burr認(rèn)為，變相內(nèi)存技術(shù)也會(huì)在企業(yè)固態(tài)存儲(chǔ)市場(chǎng)有很好的發(fā)展前景，但是Willer對(duì)此持不同意見。他說："我們很可能會(huì)在市場(chǎng)上看到這樣的情況，那就是即是新技術(shù)進(jìn)入了內(nèi)存市場(chǎng)，但是老技術(shù)仍然有一定的市場(chǎng)空間，這些新老技術(shù)會(huì)并存。" 以前磁帶與硬盤的發(fā)展歷程就是最好的證明。這同樣適用于NAND內(nèi)存市場(chǎng)，即便是象變相內(nèi)存技術(shù)那樣的技術(shù)也會(huì)對(duì)未來的企業(yè)存儲(chǔ)造成影響。

　　IBM的Burr表示："我們認(rèn)為，由于開發(fā)任何想要成為或者定義摩爾定律的邊界的半導(dǎo)體技術(shù)都需要非常巨大的成本，如果沒有明顯而且巨大的市場(chǎng)支持，這些技術(shù)就不會(huì)進(jìn)入商業(yè)市場(chǎng)。對(duì)于存儲(chǔ)級(jí)內(nèi)存，這可能通過兩種方式來體現(xiàn)，要么是采用閃存替代技術(shù)向更高性能的市場(chǎng)進(jìn)化，或者解決企業(yè)級(jí)計(jì)算環(huán)境中固態(tài)盤中的NAND閃存性能不足的問題。"