資源描述：
《新型存儲介質(zhì)教案資料.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、新型存儲介質(zhì)精品文檔新型存儲介質(zhì)
作者：靳蘊瑤
來源：《世界家苑》2018年第08期????????摘要：眾所周知，在傳統(tǒng)的計算機體系結(jié)構(gòu)中，內(nèi)存架構(gòu)是層級制的。從片上的寄存器內(nèi)存-高速緩存（cache），到片外的主存（DRAM），以及磁盤（disk）。不同的計算機硬件廠商可能在具體的等級劃分數(shù)目上有所不同，但大體結(jié)構(gòu)并無二致。由于存在寄存器內(nèi)存-高速緩存-主存-硬盤存儲器這樣的從上到下的層級結(jié)構(gòu)，越往下存儲容量越大，價格更低，但是存取速度也越慢。更高密度、更大帶寬、更低功耗、更短延遲時問、更低成本和更高可靠性是存儲器設(shè)計和制造者追求的永恒目標。根據(jù)這一目標
2、，人們研究各種存儲技術(shù)，以滿足應(yīng)用的需求。本文對目前幾種比較有競爭力和發(fā)展?jié)摿Φ男滦痛鎯橘|(zhì)做了一個簡單的介紹。????????關(guān)鍵詞：存儲介質(zhì)；新型????????由于CPU芯片大小的固有限制，寄存器內(nèi)存不能太大，一般只有幾十KB到幾百KB的存儲容量。所以，一個更好地改造目標是DRAM，近年來隨著技術(shù)的進步和成熟，DRAM已經(jīng)從從2GB發(fā)展到如今的8GB，16GB甚至更高，且速度性能也在不斷提升。但是，隨著近些年內(nèi)存計算技術(shù)的興起，越來越多的應(yīng)用需要將更多數(shù)據(jù)放入內(nèi)存中進行操作，內(nèi)存空間就成為了一個不可忽視的瓶頸。如何能夠在保證訪問速度的情況下，提升內(nèi)存存
3、儲空間成為了一個極具挑戰(zhàn)力的課題。????????1scm介質(zhì)????????SCM（StorageClassMemory）是當前業(yè)界非常熱門的新介質(zhì)形態(tài)，同時具備持久化和快速字節(jié)級訪問的特點。SCM介質(zhì)的訪問時延普遍小于1μs，沒有NANDFlash順序?qū)懭牒蛯懬安脸募s束，操作過程更簡單；SCM介質(zhì)的在壽命和數(shù)據(jù)保持能力方面的表現(xiàn)也遠超NANDFlash。基于這些特點，業(yè)界普遍認為SCM會成為顛覆存儲系統(tǒng)設(shè)計的新一代介質(zhì)，并優(yōu)先應(yīng)用于性能和可靠性要求較高的場景。????????1.1PCM相變存儲器????????相變存儲器，是指利用特殊合金材料在晶態(tài)和
4、非晶態(tài)下的導(dǎo)電性差異來表示0或者1的狀態(tài)。????????缺點是對于高溫比較敏感，PCM可用于Cache加速場景和大內(nèi)存應(yīng)用場景，由于其壽命和內(nèi)存仍有一定差距，因此需要在系統(tǒng)設(shè)計上針對PCM進行優(yōu)化以避免“寫穿”。但結(jié)構(gòu)簡單，便于實現(xiàn)大容量和低成本。收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系管理員刪除精品文檔????????主要用于Cache加速和Cache內(nèi)存應(yīng)用，考慮到PRAM的成熟度、對熱度敏感和寫穿透等因素，在應(yīng)用中一般搭配DRAM或SRAM一起使用，在填補RAM和Storage之間的性能、容量差距的同時，形成具有分級能力的高速Cache應(yīng)用資源池；其典型代表為In
5、tel和Micron聯(lián)合研發(fā)的Intel的3DXpoint。????????1.2ReRAM阻抗隨機存儲器????????阻抗隨機存儲器，是通過在上下電極間施加不同的電壓，控制Cell（存儲單元）內(nèi)部導(dǎo)電絲的形成和熔斷對外呈現(xiàn)不同的阻抗值。????????它的讀寫壽命和性能都較低，但優(yōu)點是它的不同阻抗值可以表示不同狀態(tài)，理論容量密度和成本可以最優(yōu)。????????主要應(yīng)用于高速的數(shù)據(jù)存儲場景。典型代表廠商為HPE和Crossbar，目前成熟度有待加強。????????1.3MRAM磁性隨機存儲器????????磁性隨機存儲器，是通過電流磁場改變電子自旋方向來
6、表示不同狀態(tài)。????????它的缺點很明顯，工藝成熟度低，實際產(chǎn)品容量密度也較小。但它的理論性能和壽命都很高，當前理論研究較為成熟。????????適用于貼近CPU側(cè)的高速緩存（如L2Cache，LLCache），代表廠商為Toshiba和Everspin。????????1.4NRAM碳納米管隨機存儲器????????碳納米管隨機存儲器，是采用碳納米管作為開關(guān)，控制電路通斷表示不同的數(shù)據(jù)狀態(tài)。????????它的缺點是工藝成熟度低，實際產(chǎn)品容量密度較小，但由于碳納米管尺寸非常小并且具備極強的韌性，因此NRAM理論制程可以達到5nm以下，密度和壽命及其優(yōu)秀
7、，理論功耗也比較低，具有極強的發(fā)展?jié)摿Α????????可用于替代SRAM（Staticrandom-accessmemoryorStaticRAM）的應(yīng)用場景。當前由Nantero授權(quán)其他存儲芯片廠商加工，成熟度比較低，距離規(guī)模商用仍需很長的發(fā)展歷程。????????2非易失存儲器（NVM）????????非易失性存儲器是指當電流關(guān)掉后，所存儲的數(shù)據(jù)不會消失者的電腦存儲器。非易失性存儲器中，依存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)是否能在使用電腦時隨時改寫為標準。分為二大類產(chǎn)品，即ROM和Flashmemory。當然，NVM并不是指某種特定的硬件介質(zhì)內(nèi)存，而是針對具有非易失特性的
8、內(nèi)存的統(tǒng)稱。目前有幾種比較具有發(fā)展?jié)摿Φ男滦头且资?/p>
