近日召開的國際閃存技術峰會(FlashMemorySummit)上,東芝公布的內容干貨滿滿。不僅憑借著最新推出的XFMExpress標準贏得了今年的“BestofShow”(展會最佳)大獎,還公布了諸多業內領先的前沿存儲技術。
東芝正在擁抱PCIe4.0和諸多新的存儲技術,包括全新的PCIe4.0NVMe固態硬盤,發布了XL-FlashStorageClassMemory(SCM),提供nativeNVMeoverfabrics(NVMe-oF)的以太網固態硬盤等等。甚至在展會上,東芝還提及了即將到來的BiCSFLASH,包括五層單元(PLC)NAND開發。
在東芝的主題演講中,該公司發言人不僅探討了公司的XL-Flash技術,而且還談及了未來發展的一些有趣觀點。
東芝表示已經計劃從第五代BiCSFlash朝著第七代發展。每代產品革新都契合PCIe標準。從BiCS5開始,很快將與PCIe4.0一起上市,但該公司尚未提供具體的時間表。BiCS5將具有1,200MT/s的更高帶寬,而BiCS6將達到1,600MT/s,而BiCS7將達到2,000MT/s。
目前公司已經著手Penta-level五層單元(PLC)NAND閃存的研究工作,并通過優化當前QLCNAND來驗證five-bitpercellNAND。新閃存提供更高的密度,每個單元可以存儲5位,目前的QLC只能存儲4位。
不過要做到這點,每個單元需要存儲32個不同的電壓級別,而且固態硬盤主控需要能夠準確讀取他們。而如此多的電壓水平和納米規模,因此新的技術非常具有挑戰性。為了控制更嚴格的閾值,公司必須開發一些可能適應其當前TLC和QLC以提高性能的額外流程。
相比較其他類型的閃存來說,QLC運行速度較慢且耐用性低。而PLC具備更低的耐用性和更慢的性能。不過新的NVMe協議功能(如分區命名空間(ZNS))應有助于緩解某些問題。ZNS本身旨在減少寫入放大,減少對媒體過度配置和內部控制器DRAM使用的需求,當然,還可以提高吞吐量和降低延遲。
東芝還開發了新的生產工藝,可以提高各種形式的下一代BiCSFLASH的芯片密度。它基本上將存儲單元分成兩半以擴大規模,同時保留常規的3D閃存過程。東芝目前還不確定這種方法是否完全可行。
XL-Flash細節
在去年的國際閃存技術峰會上,東芝正式宣布了XL-Flash。XL-Flash是東芝對標三星LowLatencyV-NAND(簡稱Z-NAND)和英特爾Optane存儲的方案。由于Optane存儲過于昂貴,而三星Z-NAND僅限于自己的專有產品,因此這是擺在東芝面前的新機會。它為公司的客戶設計了一個更具成本效益,更低延遲的存儲解決方案,彌補了DRAM和NAND性能之間的差距。
XL-Flash的核心功能
●128千兆位(Gb)裸片(可提供2芯片,4芯片,8芯片封裝)
●4KB頁面大小,可實現更高效的操作系統讀寫操作
●16-plane架構,實現更高效的并行性
●快速頁面讀取和編程時間。東芝稱XL-FLASH提供的讀取延遲小于5微秒,比現有TLC快約10倍
采用類似于三星的Z-NAND設計,東芝的XL-Flash是一種SLCNAND形式,已針對最快的響應時間進行了優化。根據東芝的初步計劃,將在SSD中使用持久性存儲器,但該公司提到可能用于搭載DRAM總線的非易失性雙列直插式存儲器模塊(NVDIMM)。樣品設備目前已經完成,預計將于9月開始出貨,大規模量產預計2020年開始。
東芝是第一家宣布并公開演示企業/數據中心PCIe4.0固態硬盤的公司。全新的CM6系列企業和CD6系列數據中心SSD采用公司最新的96層BiCS4閃存構建,時序吞吐量高達6.7GB/s。
CD6專為云計算,內容交付網絡(CDN)和數據庫應用而構建,而CM6則面向HPC,大數據分析,容器化和虛擬化應用。每個都有新的U.3規格(SFF-TA-1001)因子,可用于單端口(CD6)和單/雙端口(CM6)配置。此外,它們支持最新的NVMe1.4規范。
去年東芝推出了KumoScale,這款軟件能夠將高性能NVMeSSD與計算節點分離,并讓這些SSD作為網絡連接資源在在網絡基礎設施上共享和提供。
去年東芝推出了采用這款軟件的NVMe-oF。東芝展示了一個裝有24個以太網SSD的以太網JBOF盒子。每個SSD都出現在系統中,具有單獨的IP地址,可通過以太網進行訪問。生產就緒的原型SSD采用東芝的96L3DNAND,并利用Marvell88SN2400NVMe-oFSSD控制器創建25Gb以太網鏈路而不是PCIe通道。
NVMe-oF是一項非常有趣和有用的技術。它旨在通過結構實現低延遲訪問,并將整個SSD的帶寬暴露給網絡,并減少對存儲部署的高PCIe通道分配的需求。因此,這些有價值的通道可用于更重要的計算設備,如GPU和其他加速卡,而不是本地存儲。