東芝為何要推出XL-Flash？從存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和延遲說起

東芝為何要推出XL-Flash？從存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和延遲說起

肖同學(xué) / 2020-02-18 20:0137739

在2019年8月的FMS閃存峰會(huì)上，東芝宣布了下一代XL-FLASH高速底延遲閃存。它同當(dāng)前的3D NAND閃存有什么區(qū)別？又將會(huì)帶來哪些革命性的變化？

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首先，XL-FLASH依然是東芝在BiCS架構(gòu)下打造的NAND型閃存，同樣可以通過立體堆疊來提升存儲(chǔ)密度。但與普通3D閃存不同的是，XL-FLASH瞄準(zhǔn)的是高性能應(yīng)用，具體來說就是高帶寬和低延遲。

高帶寬代表更接近于DRAM內(nèi)存的讀寫速度，使其能夠在部分環(huán)境下部分替代內(nèi)存的作用。低延遲則是針對(duì)NAND閃存的痛點(diǎn)所在，著力于提升4K隨機(jī)讀寫效能，提高響應(yīng)速度。

高速寫入需求：

NAND閃存的讀取一直在提速，在升級(jí)Toggle閃存接口之后，BiCS閃存能夠支撐起PCIe 4.0以及下一代PCIe技術(shù)下對(duì)于固態(tài)硬盤順序讀取速度的需求。

但相對(duì)而言寫入速度依然是個(gè)比較大問題。這個(gè)原因應(yīng)該是比較容易理解的，目前TLC已經(jīng)取代MLC成為主流，未來還會(huì)發(fā)展出QLC甚至是PLC閃存，存儲(chǔ)容量增長同時(shí)，寫入速度不可避免的有所犧牲。盡管東芝存儲(chǔ)提出將在BiCS5上使用4Plane結(jié)構(gòu)來提振寫入效能，但同讀取相比，寫入依然是短板。

XL-FLASH除了使用SLC構(gòu)型之外，還一舉將Plane數(shù)量提高到16個(gè)，徹底釋放了閃存的并發(fā)存取能力。

內(nèi)存擴(kuò)充的需要：

雖然內(nèi)存的容量和NAND閃存一樣都在進(jìn)步，但閃存的容量優(yōu)勢顯然更大一些。在一些需要海量內(nèi)存的環(huán)境中，如果能利用低延遲的特殊類型閃存部分替代DRAM內(nèi)存，可以帶來更高的性價(jià)比。

數(shù)據(jù)分層存儲(chǔ)的需要：

QLC閃存方興未艾，東芝已經(jīng)在FMS閃存峰會(huì)上探討了PLC（5bit per cell）的可行性。在企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)逐漸閃存化之后，不同類型的閃存之間將出現(xiàn)一定的性能斷層，大容量閃存陣列同DRAM內(nèi)存之間的性能差距也將進(jìn)一步拉大。XL-Flash是分層存儲(chǔ)理想的高速數(shù)據(jù)載體。

我們甚至可以暢想未來或許會(huì)有搭載小容量XL-FLASH高性能閃存的3D QLC固態(tài)硬盤，它將融高性能和大容量優(yōu)勢為一體，利用機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能化存儲(chǔ)。

不過XL-FLASH距離大規(guī)模量產(chǎn)和消費(fèi)級(jí)實(shí)用化還有比較遠(yuǎn)的距離。近期關(guān)注高性能存儲(chǔ)的朋友可以留意東芝存儲(chǔ)前段時(shí)間宣布的RD500/RC500 M.2 NVMe固態(tài)硬盤，它們采用了東芝主控搭配新一代96層堆疊BiCS閃存，將為大眾玩家?guī)砀咝阅芎痛笕萘康拇鎯?chǔ)新體驗(yàn)。