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          存儲器最新發(fā)展路線圖

          作者: 時間:2024-05-24 來源:半導體產(chǎn)業(yè)縱橫 收藏

          今年早些時候,IEEE 路線圖和系統(tǒng) (IRDS) 發(fā)布了有關海量數(shù)據(jù)存儲的技術路線圖報告。該報告涵蓋硬盤驅動器、磁帶、光盤技術以及固態(tài)存儲。此外,還有與非易失性技術的其他 IRDS 路線圖相關的材料,例如磁性隨機存取 (MRAM)、電阻式 RAM (ReRAM)、鐵電 RAM (FeRAM) 和相變 (PCM)。還有一節(jié)介紹使用 DNA 進行檔案存儲。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/202405/459177.htm

          報告中的一些要點如下。固態(tài)存儲方面,以 NAND 閃存為主,目前市場規(guī)模為 600 億美元。MRAM、FeRAM、ReRAM 和 PCM 等替代技術的每比特成本仍然較高,但正在嵌入式設備中用于取代 NOR 閃存和一些 SRAM(尤其是 MRAM 和 ReRAM)。繼 2022 年和 2023 年因疫情供應不確定性導致庫存過多而出現(xiàn)下滑之后,2024 年將是所有存儲和內(nèi)存技術的復蘇年。未來,NAND 閃存將繼續(xù)朝著更高層和每單元更多位數(shù)的方向發(fā)展,但降低成本變得越來越困難,每單元更多位數(shù)會帶來較低的耐用性和性能。

          下圖顯示了海量存儲路線圖中的 NAND 閃存路線圖。

          HDD 的總出貨量持續(xù)下降,傳統(tǒng)應用程序被 SSD 取代。然而,數(shù)據(jù)中心和企業(yè) HDD 市場已于 2024 年復蘇,大數(shù)據(jù)應用(包括人工智能)對 HDD 存儲的需求持續(xù)增長。這些驅動器可能包括雙執(zhí)行器、熱輔助磁記錄 (HAMR) 和二維磁記錄 (TDMR)。目前的存儲容量高達 32TB,但到 2026 年應該會出現(xiàn) 50TB HDD。這將使 HDD 在二級存儲和主動存檔應用方面能夠與 SSD 競爭。

          此外,根據(jù) IDC 的全球數(shù)據(jù)球報告,結合流媒體和實時數(shù)據(jù)處理需求,發(fā)現(xiàn)超過 90% 的企業(yè)工作負載位于中高容量區(qū)間,對數(shù)據(jù)傳輸時間的要求屬于「名義時間」(即 HDD 響應時間即可滿足),而非實時或超實時(通常要求 SSD 響應速度)。這意味著,在大部分場景下,HDD 提供的性能已經(jīng)足夠,且其成本效益更高。而真正需要 SSD 速度的工作負載僅占少數(shù),主要集中在低容量、高響應時間需求的領域。

          這也意味著 SSD 與 HDD 將在存儲市場共存。SSD 在速度上的優(yōu)勢使其在特定應用領域(如高性能計算、數(shù)據(jù)庫加速)不可或缺,而 HDD 憑借其成本效益和大容量存儲優(yōu)勢,在大數(shù)據(jù)存儲、近線存儲等場景中仍占據(jù)主導地位。這些觀點也提示我們,技術發(fā)展并非簡單的線性替代,而是根據(jù)市場需求和成本效益的權衡來動態(tài)調整。

          下圖顯示了海量存儲路線圖中對 HDD 技術的一些預測。

          目前,半英寸磁帶的原始容量最高可達 50TB(IBM 企業(yè)磁帶),而且磁帶除了在驅動器中時不會消耗大量能源。磁帶每字節(jié)存儲數(shù)據(jù)的成本也比 HDD 低得多。因此,磁帶是一種低成本、緊湊的檔案存儲。未來幾代磁帶應該會提供超過 100TB 的原始容量。磁帶受益于 HDD 磁記錄的發(fā)展,未來容量將會增加。

          下表顯示了大容量存儲路線圖中對磁帶的預測。

          光盤技術作為消費媒體分發(fā)介質的地位已經(jīng)下降,新的光存儲產(chǎn)品的焦點集中在它們作為低成本檔案存儲介質的用途。在不久的將來,一次寫入 100TB 光盤預計將出現(xiàn),并且光學存儲將很可能出現(xiàn)在圖書館系統(tǒng)中。

          下圖顯示了海量存儲路線圖中的光盤路線圖。

          DNA 數(shù)據(jù)存儲已在實驗室中得到驗證,但在合成 DNA 上讀取和寫入數(shù)據(jù)的成本對于實際應用來說過于昂貴。然而,由于醫(yī)學應用基因組學技術的發(fā)展速度,讀取和寫入合成 DNA 的成本正在下降,這可能使 DNA 在不久的將來成為檔案存儲的經(jīng)濟替代品。DNA 可能會存儲在某種圖書館系統(tǒng)中,例如磁帶或光盤。需要做大量的工作來創(chuàng)建可制造且具有成本效益的 DNA 存儲系統(tǒng)。

          數(shù)字存儲需求不斷增長,這需要更先進的存儲技術來支持強大的數(shù)字海量存儲層次結構。IEEE IRDS 海量存儲路線圖概述了 NAND 閃存、新興非易失性存儲器、HDD、磁帶、光學記錄和 DNA 存儲發(fā)展的預測。

          數(shù)字經(jīng)濟時代,信息技術已經(jīng)滲透到生活的方方面面,數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)作為信息化系統(tǒng)的基礎設施,構建一套穩(wěn)定、高效、滿足未來業(yè)務發(fā)展需求的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)將是企業(yè)和組織夯實數(shù)據(jù)底座、挖掘數(shù)據(jù)價值、釋放數(shù)據(jù)潛能的關鍵。



          關鍵詞: 存儲器

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