SSD 2.0：相变内存挑战NAND闪存

从70年代开始，相变内存（Phase Change Memory，PCM）就开始成为一个热议话题，由于其高读取/写入速度、低易失性和高存储密度而成为可能取代磁性存储介质的选择。现在，相变内存被认为是继NAND闪存后的下一代技术，因为它可以弥补NAND技术的不足以及传统硬盘的瓶颈。

　　IBM科学和技术部门经理Spike Narayan表示：“相比NAND和传统硬盘驱动器来说，相变内存有很多优点。首先，相变内存相对来说是一种高性能组件。第二，相变内存是非易失性的，而且可以节约能源。当没有信息读取或者写入的时候，就没有能源消耗。这一点很重要，尤其是当越来越多的数据中心需要节能存储的时候。第三，相变内存的写入持久性要远远高于NAND。现在，NAND闪存的生命周期大约在10000到100000个写入周期，相变内存的生命周期大约是它的三到五倍。”

　　在写入方面，相变内存采用了一种硫族（chalcogenide）材料，这是一种融合了硫磺、硒或者碲的材料。这些半导体能够通过加热工艺从一种相位转变到另一个相位，擦除任何数据。相变内存的写入性能要远远高于NAND，因为在写入数据之前是不需要擦除相变内存数位的。

　　意法半导体和英特尔的合资公司Numonyx BV相变内存项目经理Cliff Smith表示：“NAND闪存的两个写入流程被缩减为相变内存的一个写入流程。我们预计相变内存将会进入到存储市场中，但它不会取代其他现有的存储介质。企业将利用相变内存的特点在固态盘阵列中取代NAND闪存。”

　　Smith表示，这种架构方法让相变内存能够快速读取和写入，这更适合于密集型和整合块写入。512字节的数据块“不适合于大容量NAND，因为这样你就必须管理系统和开销。”

　　Smith表示，相变内存一开始可以被企业作为闪存试用，因为它与DRAM的性能相匹敌，甚至有些情况下超过DRAM。NAND仍会继续作为企业首选的存储介质，但是随着更多相变内存的推出，相变内存的价位将更容易被人们接受。

　　IBM的Narayan表示：“未来两年内，闪存将实现在企业级领域的物质化。在这之后，我们可能将会看到相变内存出现在一些利基应用中。保守地说，闪存的普及将为相变内存的发展铺平道路。最终，我们还有可能会看到相变内存取代闪存。”

虽然现在相变内存还没有进入到企业级存储领域，但是已经开始有人在考虑相变内存在企业级领域内的最佳定位。

　　Numonyx的Smith表示：“相变内存很适合应用于网络路由器和交换机等方面。这些设备控制高度复杂的硬件和软件系统，处理大量数据日志。在采用相变内存处理这些数据日志的环境下，你有了能够快速处理小型数据块的最佳内存。如果你想使用NAND或者NOR来处理的话，你必须对这些介质实施管理。”

　　Numonyx已经制造出90纳米的相变内存，看上去与NOR闪存有些相似，写入周期与闪存接近。但是随着Numonyx在2009年开始转向生产采用45纳米相变内存的产品，写入周期将有可能提高的200万到1000万次。

　　IBM的Narayan表示：“NAND和DRAM一直存在可扩展性的问题。一旦降至32纳米以下，这些存储介质的效率就大打折扣。可扩展性是我们非常关注的一个问题，目前为止从数据中我们可以看到，相变内存可以扩展至3纳米到20纳米之间。”

　　未来两到三年内，相变内存还不太可能出现在企业级领域，但是随着企业CTO开始规划5到7年的技术路线图，相变内存也成为他们关注的一项技术。

　　“如何将闪存集成到存储系统中已经成为一门艺术，这将让企业掌握如何最好地利用闪存。厂商也应该考虑相变内存技术，考虑如何从系统的角度利用相变内存以实现相变内存在企业级领域内可靠的价值定位。”