3D XPoint內存SSD發布，性能各種秒殺NAND SSD

英特爾(Intel)終於發布了第一款採用3D XPoint內存的固態硬碟(SSD)，這款Optane固態硬碟預期能為此試圖在快閃記憶體與DRAM之間開創新市場的新一代內存技術，建立雖然小巧但意義重大的灘頭堡。

新款DC P4800X系列固態硬碟採用NVMe標準介面，一開始將提供375GB容量、零售價1,520美元的版本，約是目前類似NAND快閃記憶卡的三倍價格；該SSD號稱讀寫延遲低於20微秒(microsecond)，以及估計一天30次磁碟寫入的耐久度、長達三年的產品壽命。而在今年底之前，英特爾還將推出750GB與1.5TB、壽命估計可達五年的版本；該系列SSD都能以2.5吋的U.2介面以及擴充卡的規格供應。

英特爾的SSD性能號稱依據工作負載，能比各種NAND快閃磁碟高出2.5倍到77倍；該款產品在讀取速度上一般能輕鬆擊敗NAND SSD，但是非常依賴緩衝存儲器的寫入速度，兩者之間則是不相上下。新款SSD一開始的目標市場很廣泛，包括元數據(metadata)關鍵值搜尋、事務處理、登錄/日誌(logging/ journaling)以及內存資料庫(in-memory database)。

同時英特爾將銷售能「騙」各種程序與操作系統將該款SSD當成主存儲器、替代或擴充DRAM的軟體。該公司一位發言人表示，Optane控制晶元支持7通道，而因為平穩的晶元至通道下載(die-to-channel loading)而有最佳性能；第一版375 GB磁碟採用每通道4片媒介裸晶(media die)，即總數28片裸晶。

Optane硬碟容量在用戶空間以外的某些部分，是專屬於錯誤糾正碼(ECC)、固件與元數據，以確保其達到媲美NAND固態硬碟的可靠度；不過英特爾發言人表示，Oprane並不支持NAND的過容量(overcapacity)，因為3D XPoint是一種位寫入(write-in-place)媒介，與NAND快閃記憶體的分散不同。

英特爾婉拒預測這款新型SSD的銷售量，不過期望英特爾與美光(Micron)在美國猶他州Lehi的合資晶圓廠在今年底之前的產能滿載；該廠負責生產Optane以及美光Quantx固態硬碟採用的3D XPoint內存晶元，目前每月生產不到1萬片的3D XPoint晶圓片。美光是在去年8月發表Quantx硬碟，到目前為止還未公布該產品規格、銷售價格或是上市確切日期，僅表示今年會出貨。

預期將會於伺服器以及快閃記憶體磁碟陣列採用Optane的HPE (Hewlett Packard Enterprise)的儲存部門主管估計，這款新型SSD將佔據該公司明年採購之SSD總數量的5~10%；而市場研究機構 Web-feet Research的儲存分析師Alan Niebel則估計，英特爾該產品在2017年的銷售金額約會在1億美元左右。

另一個變數是大型網路數據中心業者是否會廣泛採用該款SSD；在一年前，Facebook對3D XPoint內存表示支持，並正在讓RocksDB軟體能對該內存提供支持，不過在今年的開放運算(Open Compute)會議上，Facebook的代表並沒有提供關於採用該種SSD的最新消息。

在Optane發表會上，英特爾引述了一位阿里巴巴(Alibaba)數據中心主管的證言，他對於重新架構該公司的搜索引擎以利用Optane固態硬碟感到十分熱衷；此外英特爾也將的騰訊(TenCent)、伺服器大廠Dell EMC，以及聯想(Lenovo)列為Optane支持者。

Niebel表示，Optane的初始規格以及售價都在合理範圍，也符合業界預期；英特爾提供能讓用戶將之做為主存儲器的軟體，也為預計明年推出的3D XPoint DIMM板卡預先鋪路。

有少數新創公司開始推出採用磁性與電阻式RAM架構的替代方案，通常是鎖定更利基型的應用；現在為SanDisk母公司的Western Digital (WD)在去年8月時表示，該公司將於十年之內推出ReRAM。

被稱為「3D XPoint先生」的英特爾資深院士、內存技術開發總監Al Fazio表示：「這是在旅程中非常重要的一天，不過只是開始；我們現在已經開始提供DIMM樣品。」他表示，應用於DIMM的晶元需要不到50%的性能改善，應該是來自於良率的改善：「打造DIMM基礎架構是閘控(gating)而非媒介項目。」

Fazio表示，到目前為止3D XPoint技術的焦點都集中在材料科學，關鍵是找到並開發該晶元的正確材料組合，特別是選擇器二極體(selector diode)需要能在CMOS後段工藝的低溫之下運作。128Gb的首款3D XPoint內存在密度上完全超越DRAM，而且只落後NAND快閃記憶體一到兩個世代，不過英特爾與美光在2015年7月大張旗鼓發表3D XPoint之後，產品上市卻出現無預警延遲。

已退休的SanDisk創辦人暨快閃記憶體技術先鋒Eli Harari曾表示，新材料的功率與良率參數的特徵化需要時間：「英特爾應該考慮將內存技術開放，並製造內存內處理器(processor-in-memory)晶元。」

英特爾的Fazio則表示，不同於部分競爭技術，3D XPoint並非被設計為嵌入式內存使用：「這種內存的架構是高容量、低延遲以及低成本。」英特爾的非揮發性內存事業群總經理Rob Crooke總結指出：「這裡有數十億美元的商機，而我們願意為了掌握商機而投資。」

編譯：Judith Cheng

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