스토리지 클래스 메모리 : 다가오는 혁명

올해 하드웨어 기술 컨퍼런스에서 가장 큰 주제 중 하나는 시스템이 데이터를 저장하고 액세스하는 방식에 극적인 변화가 임하고 있다는 것입니다. 물론, 우리는 시간이 지남에 따라 메모리 속도가 빨라지고 많은 응용 프로그램에서 플래시 스토리지를 보완하거나 하드 드라이브를 교체하는 것을 보았지만 새로운 "스토리지 클래스 메모리"는 훨씬 더 근본적인 변화를 약속합니다. 이 주제는 3D XPoint 메모리를 기반으로하는 인텔 및 Micron 배송 제품에 더 가까워짐에 따라 올해 많은 컨퍼런스에서 주목을 받고 있습니다. 지난주 플래시 메모리 서밋에서 큰 주제였습니다.

수년 동안 (컴퓨팅이 시작된 이후로) 우리는 물건을 저장하는 두 가지 기본 방법을 가지고있었습니다. 단기 스토리지는 빠르고 상대적으로 비싸며 일시적입니다. 즉, 전원이 꺼지면 데이터가 사라집니다. 이것은 주로 DRAM (Dynamic Random Access Memory)이었으며 컴퓨터에 연결할 수있는 양은 제한되어 있습니다. 또한 트랜지스터 기반 CPU가 등장한 이래로 CPU 자체에 정적 랜덤 액세스 메모리 (SRAM)가 내장되어있어 훨씬 빠르고 비싸며 상대적으로 적은 양만 사용할 수 있습니다. 또한 펀치 카드, 테이프, 하드 드라이브 또는 플래시 스토리지 등 영구 스토리지를 보유하고 있습니다.이 스토리지는 훨씬 저렴하지만 훨씬 느리고 일반적으로 훨씬 더 큰 용량으로 제공됩니다.

메모리 산업의 "거룩한 성배"는 DRAM의 속도는 있지만 NAND 플래시 메모리의 용량, 비용 및 지속성을 가진 무언가를 생각해내는 것입니다. 그래도 아이디어는 남아 있습니다. 공상. NVMe 프로토콜을 사용하여 SATA에서 SAS 및 PCI-Express와 같은 더 빠른 인터페이스로 전환함에 따라 SSD의 속도는 훨씬 빨라졌지만 DRAM 속도에 거의 미치지 못했습니다. 더 빠른 메모리 버스에 플래시 메모리를 배치하는 비 휘발성 DIMM (NV-DIMM)은 3D XPoint 및 기타 위상 변경 장치, ReRAM (저항성 RAM)과 같은 새로운 형태의 메모리에 대한 작업이 계속되는 동안 격차를 해소하려고합니다. 및 STT-MRAM (Spin-Transfer Torque Magnetic RAM).

플래시 메모리 서밋에서는 거의 모든 스피커가 새로운 "스토리지 클래스 메모리"또는 "지속 메모리"가 시스템의 스토리지 계층 구조에 어떻게 적합한 지에 대한 그래프를 표시하는 것처럼 보였습니다. 여기에는 위의 슬라이드에 SNIA (Storage Network Industry Association)가 있고 게시물 상단에 Western Digital이 있습니다. (아카이브 스토리지에 사용되는 테이프 나 Blu-Ray에 대해서는 아무도 이야기하지 않습니다). SNIA는 오늘날 시스템에 추가 될 수있는 것으로 NV-DIMM의 표준을 추진하고 있습니다. 이것은 다양한 기본 기술을 사용하는 산업 표준입니다. 오늘날 NAND 플래시와 배터리 지원 DRAM의 조합과 함께 사용할 수 있으므로 DRAM보다 빠르지 만 DRAM보다 비싸면 여전히 영구적입니다.

비교적 가까운 기간에 대량의 영구 메모리를 확보 할 수있는 가장 확실한 후보는 Intel과 Micron이 개발 한 위상 변화 메모리 인 3D XPoint 메모리입니다.

인텔은 이전에이 기술이 적용된 Optane 브랜드로이 메모리가 장착 된 Optane SSD를 언젠가 나중에 판매 할 것으로 예상했다. 전시회에서 Micron은 QuantX라는 이름으로 자사 제품을 브랜딩하고 이러한 드라이브를 기본 시스템에 연결하기위한 NVMe 표준에 중점을 둘 것이라고 발표했습니다. 마이크론은 자사의 드라이브가 NAND보다 10 배 이상의 입출력 작업 (IOP)을 제공하고 DRAM의 메모리 풋 프린트를 4 배 이상 제공 할 수 있다고 말했다.

인텔은 NVMe 표준의 장점을 자세히 설명하면서 하드 드라이브 용 기존 SAS 및 SATA 버스의 오버 헤드가 SSD 성능에 병목 현상을 일으킨다는 점을 지적했습니다. 새로운 연결 표준으로 전환하면 기존 NAND 플래시 SSD의 성능이 향상되지만 새로운 메모리에는 훨씬 빠릅니다.

인텔이나 마이크론은 아직 정확한 용량이나 가격을 제시하지 않았지만, 과거에는 DRAM과 NAND 플래시 가격 사이의 관계에 대해 이야기했습니다. 몇몇 분석가들은 오늘날 3D XPoint의 제조 비용이 실제로 DRAM보다 높지만 대부분 기술이 충분한 양에 도달 할 경우 변경 될 것이라고 생각합니다.

주류 대체 메모리가되기 위해 경쟁하는 다른 기술이 있습니다.

STT MRAM은 오늘날 소량으로 존재하며 주로 소량으로 내구성이 뛰어나고 오래 지속되는 메모리가 필요한 매우 특수한 환경에서 사용됩니다. 오늘날 이러한 메모리는 NAND보다 훨씬 빠른 쓰기를 제공하지만 용량이 매우 제한되어 있으며 최대 약 256 메가 비트에 불과합니다. 비교를 위해 NAND 제조업체는 256Gb 및 512Gb (또는 64GB) 칩에 대해 이야기하고 있습니다. Everspin은 연말까지 1Gb 버전을 약속했습니다. 이것이 점점 더 대중화되고 있다고 생각하기는 쉽지만, 용량이 대규모 배포에는 충분하지 않을 수 있습니다.

Fujitsu는 본질적으로 비 휘발성 RAM 인 FRAM (ferrorelectric random access memory)에 대해 논의했지만 매우 작은 밀도에서만 보여졌습니다.

다양한 회사들이 ReRAM (Resistive RAM)의 변형을 연구하고 있으며 실제로 이것이 WD (현재 SanDisk였던 것을 포함)는 스토리 지급 메모리에 가장 유망한 기술이라고 말합니다. 그러나 그러한 기술이 시장에 출시 될시기는 확실하지 않습니다.

이러한 모든 종류의 메모리가 직면 한 큰 문제는 실제로 활용할 수있는 시스템을 개발하는 것입니다. 현재 시스템 (어플리케이션에서 운영 체제, 메모리 시스템 간의 상호 연결에 이르기까지)은로드 및 저장으로 운영되는 메모리와 블록으로 프로그래밍 된 영구 저장소 사이의 전통적인 구분을 위해 설계되었습니다. 이러한 기술이 주류가 되려면 모든 것이 바뀌어야합니다. 화웨이는인지 컴퓨팅에 대해 이야기하고 화웨이는 금융 서비스 애플리케이션에 대해 이야기하며 화웨이는 가능한 초기 애플리케이션에 대해 논의했으며, 이들 모두는 비교적 빠른 메모리에 많은 양의 데이터를 원하는 경향이있다.

앞으로 몇 년 동안 이것이 어떻게 진행되는지 보는 것은 매우 흥미로울 것입니다.