Stanley Huang 产品市场总监使用具有高速客户端 SSD 的持久内存缓存

持久内存与高速客户端SSD结合应用分析

持久性内存类型

• 类型: 包括闪存（如3D NAND、英特尔3DXpoint(PCM)）、嵌入式e-Flash、NV-DIMM、存储类内存(SCM)SSD等。
• 应用场景: 嵌入式、低延迟SSD等。

PCIe理论带宽需求

• 带宽需求: 不同世代PCIe带宽差异显著，Gen4 x4可达1.6TB/s，Gen5 x4预计更高。

NAND与持久性内存性能对比

• 3D NAND性能: 96L 3D NAND（Gen4 x4）读写吞吐量分别为1200MT/s和800MT/s，延迟约80us。
• 3DXpoint性能: 低延迟SLC模具容量64GB，Gen4 x2读写吞吐量达1600MT/s，延迟<6us。
• 容量对比: Gen4 x4模具容量从0.96TB至1.72TB，Gen5 x4预计翻倍。

不同记忆耐力与编程时间

• 耐力: SRAM > DRAM > 持久性内存 > NAND > QLC。
• 编程时间: NAND最长（4KB需2B），持久性内存较短（4KB需1B）。

控制器结构差异

• NAND控制器: 需处理垃圾集合、重新映射、安全ECC等。
• 持久性内存控制器: 需优化缓存驱动、处理不同故障模式、支持多种接口（DDR4、专有、NAND、CLX）。

持久内存缓存与NAND SSD结合

• 架构: 通过PM（持久内存）控制器优化缓存，替换DRAM，提升峰值性能。
• 优势: 适用于不同平台，持续优化缓存驱动，延长PM寿命。

持久性内存管理挑战

• 接口差异: DDR4、专有、NAND、CLX等接口不统一。
• 故障模式: 不同PM类型故障模型差异大。
• 控制器差异: 命令类型、序列、ECC均不同。

核心结论

• 3DXpoint: 被称为唯一高密度持久内存，但无单一控制器支持多种PM。
• NAND饱和: 3D TLC/QLC NAND接近PCIe Gen4/Gen5带宽极限。
• SMI合作: 鼓励与持久性内存供应商合作。
• 应用平衡: 通过持久性内存平衡性能与驱动器容量。