随着更高性能的存储火爆 也给3D Xpoint带来了新的机会
在3d nand flash大行其道的21世纪，当intel和美光在2015年首次介绍3d xpoint的时候，市场掀起了轩然大波。据当时的介绍，3d xpoint会比nand flash快1000倍，且寿命也会比其长1000倍。
但实际上，这样的性能表现只能出现在ppt里。根据实际的测试，3d xpoint只是比nand快10倍，且在读入新数据的时候，需要先擦除老数据。
但是这个新兴的固态存储器将会在数据中心找到他的位置，因为他的价格只有dram的一半，主要是因为它可以和传统的存储技术搭配提升性能。但是相比于nand flash，3d xpoint的价格还是会贵很多。
随着传输数据、云计算、数据分析等多样需求的增长，更高性能的存储也成为厂商的目标。这就给3d xpoint带来了新的机会。
下面，我们来看一下3d xpoint。
“毫无疑问，这项技术会给数据中心带来重要的影响，但是在pc端的影响则没有那么大”，gartner的半导体和nand flash vp joseph unsworth表示。“无论是超大规模数据中心、云服务供应商，或者是传统的企业存储客户，他们对这项技术都会感兴趣”，他补充说。
但是3d xpoint供应商并不能说服客户用其替代所有的dram，即使使用这项新技术能够帮忙降低成本。但在nand flash的ssd中，其性能遭到了质疑。
什么是3d xpoint？
相信大家看过很多这个新技术的介绍。简单来说，这就是一个新型的非易失性固态存储，拥有比nand flash更强悍的性能，以及更长久的寿命。而从价格来说，他是处于dram和nand flash之间的。
根据gartner的数据显示，现在dram的售价基本是每gigabyte 5美金，而nand的价格则是25美分每gigabyte。3d xpoint的大批量采购价格则会在每gigabyte 2.4美金这个区间。按目前看来，到2021年，3d xpoint的售价也会比nand flash贵许多。
但是其实无论是intel或者美光，都没有谈过太多关于这项新技术的细节，他们只说这是一项基于电子存储的技术，和flash存储、dram一样，也没有用到晶体管。他们也声称这并不是reram或者忆阻器。这两者被认为是nand未来的最大挑战者。
根据专家用排除法分析，可以得到3d xpoint应该是相变存储（pcm）技术，和美光先前开发过的一种技术差不多，而性能也相近。
pcm 作为新一代存储技术，利用特殊材料在晶态和非晶态之间相互转换的相变来储存数据，其芯片目前广泛使用的核心材料是gst（由锗锑碲按比例混合而成）。这和美光russ meyer之前说的不谋而合——“存储单元本身是在两个不同状态之间简单变动的”。
在pcm中，非晶态的高阻率是保存为0，低阻率的静态则保存为1。
3d xpoint的架构和显微镜下的窗格子类似。而那些支持则是由硫族化合物组成，且搭配了开关，能够允许数据的读写。
intel非易失性存储事业部gm rob crook表示，3d xpoint并不像dram那样，把数据存储在电容的电子里，也不像nand那样把数据存储在浮动栅的电子阱里。它使用一种物理材料，这种材料本身能够改变0或1状态，然后存储数据。但是他们需要将其尺寸变小，以适合更多应用。
为什么3d xpoint能够吸引如此多的关注？当然是因为他在pcie/nvme接口连接的时候，拥有比nand flash高十倍的性能，且使用时间会长1000倍。这也就意味着持续读写次循环超过100万次，也就意味着，这个存储一旦装上，在不坏的情况下能永久使用。与之对比，现在的nand flash只有3000到10000的持续读写循环。如果带有损耗平衡和误差纠正软件，这个循环能提升，但和100万比，这还是小巫见大巫。
3d xpoint还有比较低的延迟。与nand flash相比，这个数据是1000倍，与dram相比，则是十倍。明显看出，在高速读取的应用中，这会是更明智的选择。
这种优势让3d xpoint能够降低数据中心存储体系的落差（包括处理器上的sram，dram，nand flahs，hhd、磁带或光盘）。这个还能够弥补易失性的dram和非易失性nand flash ssd 之间的差距。
也许这是数据中心的未来。intel nvm方案部门主管james myers表示，他们的3d xpoint产品optane能够用来执行有限的数据集或者实时存储和升级数据。
相反地，传统的nand flash 只能批次地处理存储数据，利用列式数据库系统分析。这就需要非常多的读写操作。
“不会有很多人为更高的连续吞吐量支付额外的钱，因为很多的分析可以在凌晨2点到5点完成，因为那个时段不会有很多的业务操作”，myers表示。
intel的首个3d xpoint ssd p4800x每秒能够执行550000次的读写操作（iops），与之对比，intel最顶尖的nand flash ssd的iops只能达到400000。
和dram一样，3d xpoint可以按字节寻址，这就意味着每一个存储单元有一个不同的位置，这不像分区的nand，在应用在为数据搜索的时候，不允许“超车”。
“这个不是flash，也不是dram，3d xpoint是一个介乎这两者之间的技术，而生态系统的支持对于这项技术的拓展极为重要。”unsworth说。目前我们还没看到任何一个飞翼式的dimm被装配，因此这会是一个很大的挖掘空间。
3d xpoint什么时候可以准备好？
intel已经开拓出了一个不同于美光的3d xpoint路线。按照他们的说法，其optane品牌适合于数据中心和桌面pc。美光则表示其quantx ssd非常适合于数据中心，他们也或多或少提到，其产品也会适合消费级别的ssd。
在2015年，intel小批量生产了使用im flash技术的3d xpoint wafer。到了去年，intel和micron则投资了做立在犹他州lehi的fab，大批量生产3d xpoint产品。
上个月，intel开始出货他旗下的新品：专为pc打造的 intel optane 存储加速模块（16gb/msrp $44和 32gb/$77），另外还有数据中心级别的375gb intel optane ssd dc p4800x扩展卡，售价1520美金。dc p4800x使用的是pcie nvme 3.0×4（四路）接口。
optane 存储pc加速器模组能够被应用到在一个七代intel kaby lake平台上，加速各种sata连接的存储设备。在存储中加上optane模组就像在桌面pc或者笔记本上加了某种类型的缓存。
dc p4800x是首个为数据中心生产的3d xpoint ssd，intel方面表示，后续会推出更多此类应用，包括一个企业级别的optane ssd，他的容量为750gb。intel方面表示，这会在今年第二季度到来。而1.5tb的ssd则会在今年下半年推出。
这些ssd同样以模组的形式存在，并适用于pcie/nvme和u.2插槽，这就意味着他们适用于使用amd 32核naples 处理器平台的工作站和服务器。
intel还计划明年推出他们dram类型的dimm模组optane。而美光方面则打算在2017年下半年推出其quantx产品。
3d xpoint会对电脑性能造成什么影响？
intel表示，optane将pc的启动时间减少了一半，并将整体系统性能增加了28%，加载游戏速度也快了65%。
dc p4800在随机读写环境下的表现也非常出色，因此我们可以用它来增强服务器的dram。在随机读写的状态下，optane会自动启动，这在高端pc和服务器中非常常见。optane的随机写速度比传统的ssd快10倍，而读速度也有三倍左右的提升。
除此之外，新的dc p4800 ssd 的读写延迟低于10微秒，这在nand flash的ssd中是不可能任务，后者的延迟在30到100ms这个范围。而dc 3700的平均延迟则有20ms，这是dc p4800的两倍。p4800x的读写延迟接近相同，这不同于flash存储的ssd。
3d xpoint会“杀死”nand flash吗？
或者这样的结局不会产生，intel和美光双方都认为3d xpoint与nand是互补的。他的出现主要是弥补nand和dram的差距。然而，随着新3d xpoint的普及，ssd的经济规模会增长，分析师们认为它会挑战现存的存储技术，不是指nand，而是dram。
gartner预测，到2018年，3d xpoint 会在数据中心中占领上风。届时它会吸引很多关键客户的目光。这不仅仅限于服务器、存储，超算中心或者云计算，软件客户也是他们的潜在关注者，unsworth说。一旦你能够在数据库分析速度和成本上找到一个平衡，那么就会吸引更多的客户执行实时的数据分析处理。
因此我认为这是一个革命性的技术，他补充说。但这个最终被广泛采纳需要一段时间，数据中心生态链需要一点时间去接纳这个新存储技术，芯片组和第三方应用的支持也需要时间去兼容。
另外，现在只有intel和美光两家供应商提供3d xpoint，从长期看来，这个技术应该也会授权给其他厂商。
再者，包括reram和忆阻器在内的竞争技术也会在未来某一天到来，但他们当中没有哪一个可以满足高存储和大批量出货的需求。
去年秋天，三星介绍了其新的z-nand存储，这是3d xpoint的一个明显竞争者。这个即将发布的z-nand ssd延迟会较3d nand flahs降低四分之三，而顺序读速度也会快1.6倍，三星计划在今年推出其z-nand。
那么，这意味着nand的“死亡”么？我认为近期内都不可能。
随着挑战3d xpoint的非易失性存储技术逐渐出现，传统的nand flahs依然有很长的路要走，直到2025年，这个技术都是安然无忧的。
而最新版本的3d或者垂直nand堆栈已经到了64层，这比传统的平面nand的密度有了很大提升。制造们打算在明年将其扩展到96层，并打算在未来几年将其扩展到128层。
除此之外，现在的的3bit/ cell tlc nand有望转向4bit/cell 的 qlc 技术，这样能够增加密度，同时降低生产成本。
这是一个很有弹性的产业，因为在世界范围内有很多很大的供应商。同时，中国也会在当中充当非常重要的角色。unsworth认为，如果nand在几年内会死亡，他们就不会花费数百亿美元进入这个nand flaash产业。我看到了3d nand慢下来了，但他们依然没碰到天花板，他补充说。
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分析称专利之争让谷歌苹果两败俱伤
特瑞仕开发充电用调整器IC和电池电压监视IC
WiFi上网卡 或许你的路由器该换了
什么是脉冲宽度_脉冲宽度是什么意思
随着更高性能的存储火爆 也给3D Xpoint带来了新的机会
整流二极管工作原理是什么?
苹果或将在11月推出自研的A系列芯片的Mac电脑
利用Python和PyTorch处理面向对象的数据集（1）
全球车市的“大萧条”下,车企对于电动化的热情不减反增
无人驾驶的未来前景如何
区块链应用最大的拦路虎是谁
矽映推出业内首款模拟信号转HDMI和模拟信号转MHL转换器产品系列
通信互联网的不同的三种传输介质的差异
基于现场总线控制系统在现场驱动装置中的应用
补码减法,补码减法原理是什么?
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艾拉比“整车级OTA”入围2023汽车电子优秀创新技术与应用成果
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但实际上，这样的性能表现只能出现在ppt里。根据实际的测试，3d xpoint只是比nand快10倍，且在读入新数据的时候，需要先擦除老数据。
但是这个新兴的固态存储器将会在数据中心找到他的位置，因为他的价格只有dram的一半，主要是因为它可以和传统的存储技术搭配提升性能。但是相比于nand flash，3d xpoint的价格还是会贵很多。
随着传输数据、云计算、数据分析等多样需求的增长，更高性能的存储也成为厂商的目标。这就给3d xpoint带来了新的机会。
下面，我们来看一下3d xpoint。
“毫无疑问，这项技术会给数据中心带来重要的影响，但是在pc端的影响则没有那么大”，gartner的半导体和nand flash vp joseph unsworth表示。“无论是超大规模数据中心、云服务供应商，或者是传统的企业存储客户，他们对这项技术都会感兴趣”，他补充说。
但是3d xpoint供应商并不能说服客户用其替代所有的dram，即使使用这项新技术能够帮忙降低成本。但在nand flash的ssd中，其性能遭到了质疑。
什么是3d xpoint？
相信大家看过很多这个新技术的介绍。简单来说，这就是一个新型的非易失性固态存储，拥有比nand flash更强悍的性能，以及更长久的寿命。而从价格来说，他是处于dram和nand flash之间的。
根据gartner的数据显示，现在dram的售价基本是每gigabyte 5美金，而nand的价格则是25美分每gigabyte。3d xpoint的大批量采购价格则会在每gigabyte 2.4美金这个区间。按目前看来，到2021年，3d xpoint的售价也会比nand flash贵许多。
但是其实无论是intel或者美光，都没有谈过太多关于这项新技术的细节，他们只说这是一项基于电子存储的技术，和flash存储、dram一样，也没有用到晶体管。他们也声称这并不是reram或者忆阻器。这两者被认为是nand未来的最大挑战者。
根据专家用排除法分析，可以得到3d xpoint应该是相变存储（pcm）技术，和美光先前开发过的一种技术差不多，而性能也相近。
pcm 作为新一代存储技术，利用特殊材料在晶态和非晶态之间相互转换的相变来储存数据，其芯片目前广泛使用的核心材料是gst（由锗锑碲按比例混合而成）。这和美光russ meyer之前说的不谋而合——“存储单元本身是在两个不同状态之间简单变动的”。
在pcm中，非晶态的高阻率是保存为0，低阻率的静态则保存为1。
3d xpoint的架构和显微镜下的窗格子类似。而那些支持则是由硫族化合物组成，且搭配了开关，能够允许数据的读写。
intel非易失性存储事业部gm rob crook表示，3d xpoint并不像dram那样，把数据存储在电容的电子里，也不像nand那样把数据存储在浮动栅的电子阱里。它使用一种物理材料，这种材料本身能够改变0或1状态，然后存储数据。但是他们需要将其尺寸变小，以适合更多应用。
为什么3d xpoint能够吸引如此多的关注？当然是因为他在pcie/nvme接口连接的时候，拥有比nand flash高十倍的性能，且使用时间会长1000倍。这也就意味着持续读写次循环超过100万次，也就意味着，这个存储一旦装上，在不坏的情况下能永久使用。与之对比，现在的nand flash只有3000到10000的持续读写循环。如果带有损耗平衡和误差纠正软件，这个循环能提升，但和100万比，这还是小巫见大巫。
3d xpoint还有比较低的延迟。与nand flash相比，这个数据是1000倍，与dram相比，则是十倍。明显看出，在高速读取的应用中，这会是更明智的选择。
这种优势让3d xpoint能够降低数据中心存储体系的落差（包括处理器上的sram，dram，nand flahs，hhd、磁带或光盘）。这个还能够弥补易失性的dram和非易失性nand flash ssd 之间的差距。
也许这是数据中心的未来。intel nvm方案部门主管james myers表示，他们的3d xpoint产品optane能够用来执行有限的数据集或者实时存储和升级数据。
相反地，传统的nand flash 只能批次地处理存储数据，利用列式数据库系统分析。这就需要非常多的读写操作。
“不会有很多人为更高的连续吞吐量支付额外的钱，因为很多的分析可以在凌晨2点到5点完成，因为那个时段不会有很多的业务操作”，myers表示。
intel的首个3d xpoint ssd p4800x每秒能够执行550000次的读写操作（iops），与之对比，intel最顶尖的nand flash ssd的iops只能达到400000。
和dram一样，3d xpoint可以按字节寻址，这就意味着每一个存储单元有一个不同的位置，这不像分区的nand，在应用在为数据搜索的时候，不允许“超车”。
“这个不是flash，也不是dram，3d xpoint是一个介乎这两者之间的技术，而生态系统的支持对于这项技术的拓展极为重要。”unsworth说。目前我们还没看到任何一个飞翼式的dimm被装配，因此这会是一个很大的挖掘空间。
3d xpoint什么时候可以准备好？
intel已经开拓出了一个不同于美光的3d xpoint路线。按照他们的说法，其optane品牌适合于数据中心和桌面pc。美光则表示其quantx ssd非常适合于数据中心，他们也或多或少提到，其产品也会适合消费级别的ssd。
在2015年，intel小批量生产了使用im flash技术的3d xpoint wafer。到了去年，intel和micron则投资了做立在犹他州lehi的fab，大批量生产3d xpoint产品。
上个月，intel开始出货他旗下的新品：专为pc打造的 intel optane 存储加速模块（16gb/msrp $44和 32gb/$77），另外还有数据中心级别的375gb intel optane ssd dc p4800x扩展卡，售价1520美金。dc p4800x使用的是pcie nvme 3.0×4（四路）接口。
optane 存储pc加速器模组能够被应用到在一个七代intel kaby lake平台上，加速各种sata连接的存储设备。在存储中加上optane模组就像在桌面pc或者笔记本上加了某种类型的缓存。
dc p4800x是首个为数据中心生产的3d xpoint ssd，intel方面表示，后续会推出更多此类应用，包括一个企业级别的optane ssd，他的容量为750gb。intel方面表示，这会在今年第二季度到来。而1.5tb的ssd则会在今年下半年推出。
这些ssd同样以模组的形式存在，并适用于pcie/nvme和u.2插槽，这就意味着他们适用于使用amd 32核naples 处理器平台的工作站和服务器。
intel还计划明年推出他们dram类型的dimm模组optane。而美光方面则打算在2017年下半年推出其quantx产品。
3d xpoint会对电脑性能造成什么影响？
intel表示，optane将pc的启动时间减少了一半，并将整体系统性能增加了28%，加载游戏速度也快了65%。
dc p4800在随机读写环境下的表现也非常出色，因此我们可以用它来增强服务器的dram。在随机读写的状态下，optane会自动启动，这在高端pc和服务器中非常常见。optane的随机写速度比传统的ssd快10倍，而读速度也有三倍左右的提升。
除此之外，新的dc p4800 ssd 的读写延迟低于10微秒，这在nand flash的ssd中是不可能任务，后者的延迟在30到100ms这个范围。而dc 3700的平均延迟则有20ms，这是dc p4800的两倍。p4800x的读写延迟接近相同，这不同于flash存储的ssd。
3d xpoint会“杀死”nand flash吗？
或者这样的结局不会产生，intel和美光双方都认为3d xpoint与nand是互补的。他的出现主要是弥补nand和dram的差距。然而，随着新3d xpoint的普及，ssd的经济规模会增长，分析师们认为它会挑战现存的存储技术，不是指nand，而是dram。
gartner预测，到2018年，3d xpoint 会在数据中心中占领上风。届时它会吸引很多关键客户的目光。这不仅仅限于服务器、存储，超算中心或者云计算，软件客户也是他们的潜在关注者，unsworth说。一旦你能够在数据库分析速度和成本上找到一个平衡，那么就会吸引更多的客户执行实时的数据分析处理。
因此我认为这是一个革命性的技术，他补充说。但这个最终被广泛采纳需要一段时间，数据中心生态链需要一点时间去接纳这个新存储技术，芯片组和第三方应用的支持也需要时间去兼容。
另外，现在只有intel和美光两家供应商提供3d xpoint，从长期看来，这个技术应该也会授权给其他厂商。
再者，包括reram和忆阻器在内的竞争技术也会在未来某一天到来，但他们当中没有哪一个可以满足高存储和大批量出货的需求。
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那么，这意味着nand的“死亡”么？我认为近期内都不可能。
随着挑战3d xpoint的非易失性存储技术逐渐出现，传统的nand flahs依然有很长的路要走，直到2025年，这个技术都是安然无忧的。
而最新版本的3d或者垂直nand堆栈已经到了64层，这比传统的平面nand的密度有了很大提升。制造们打算在明年将其扩展到96层，并打算在未来几年将其扩展到128层。
除此之外，现在的的3bit/ cell tlc nand有望转向4bit/cell 的 qlc 技术，这样能够增加密度，同时降低生产成本。
这是一个很有弹性的产业，因为在世界范围内有很多很大的供应商。同时，中国也会在当中充当非常重要的角色。unsworth认为，如果nand在几年内会死亡，他们就不会花费数百亿美元进入这个nand flaash产业。我看到了3d nand慢下来了，但他们依然没碰到天花板，他补充说。
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