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非易失性高速存儲技術

發布時間: 2022-05-01 14:07:09

1. 什麼是非易失性存儲

斷電後,所存儲的數據不會丟失的存儲器。
在許多常見的應用中,微處理器要求用非易失性存儲器來存放其可執行代碼、變數和其他暫態數據。rom、eprom或flash
memory(快閃記憶體)常被用來存放可執行代碼(因這些代碼不會被頻繁修改)

2. 英特爾傲騰技術是什麼

傲騰技術是由英特爾推出的一種高速存儲技術,由3D XPoint內存介質、英特爾內存和存儲控制器、英特爾互聯 IP 和英特爾軟體共同構成。

其中,3D XPoint內存介質是傲騰技術的基石,由英特爾和鎂光科技共同推出的非易失性高速存儲技術,具有NAND類似的容量以及內存(DRAM)類似的性能。

(2)非易失性高速存儲技術擴展閱讀:

傲騰技術的主要功能

1、提升開機速度。這里我們使用Boot Racer開機時間檢測軟體進行測試,測試對象是以機械硬碟作為系統盤的電腦,根據對比啟用、禁用傲騰技術的不同狀況下進入系統的時間,來展示傲騰的加速效果。結果顯示,在啟用傲騰後,開機所需時間明顯縮短。

2、提升軟體載入速度。這里以PhotoShop為例,測試傲騰技術對軟體啟動的加速效果。總的來看,在開啟傲騰的情況下,軟體的啟動和載入速度提升了一倍多。而且在PS的操作過程中,素材的載入速度也有所提升。

3、提升文件解壓縮速度。我們選擇了大小為2G左右的壓縮包,使用WinRAR解壓軟體進行解壓工作,對傲騰技術+機械硬碟、純機械硬碟這兩種組合的解壓時間進行對比測試。數據顯示,傲騰技術對減少解壓時間有一定效果,這也體現出了傲騰技術數據讀取時高速性能。

3. 什麼叫非易失性內存

什麼叫非易失性內存呢?非易失性內存(racetrack memory)是一種可以讓攜帶型消費級設備存儲容量倍增,而電量消耗卻小幅度降低的技術。據稱非易失性內存技術把記錄在磁性材料中的位列(Bit Column)製成像跑道似的構造。沿垂直(或水平)於硅底板方向配置的磁性材料可大量記錄信息。在消費級電子設備上可以存儲50萬首音樂,而現在 160GB的iPod Classic版本,只能存儲4萬首歌曲。另外,此技術的磨損率幾乎為零,因此,此快閃記憶體的壽命再一次獲得增強,可進行上萬次寫操作。

4. 英特爾傲騰原理是什麼為什麼能提升PC性能

你好。文章有點長,請耐心查閱

英特爾傲騰技術(Optance)一經推出就被許多人譽為是「摩爾定律顛覆者」。在硬碟與內存性能差距極大的今天,傲騰技術的出現帶來的不僅是存儲性能以及PC性能的巨大提升,也是對當下大數據化進程的一次大促進。傲騰技術真的有這么神?它又是如何實現大提速的呢?接下來,我們IT網路就來給大家解密傲騰技術。

英特爾傲騰技術原理解析

傲騰技術是由英特爾推出的一種高速存儲技術,由3D XPoint內存介質、英特爾內存和存儲控制器、英特爾互聯 IP 和英特爾軟體共同構成。其中,3D XPoint內存介質是傲騰技術的基石。


3D XPoint是由英特爾和鎂光科技共同推出的非易失性高速存儲技術,具有NAND類似的容量以及內存(DRAM)類似的性能。

從介質結構上看,3D XPoint採用的是立體交叉矩陣結構。介質存儲器由內存單元、選擇器以及讀寫匯流排構成,內存單元和選擇器位於交叉疊起的字線和位線之間。這種構成方式相比NAND上復雜的電容、晶體管結構來說要簡單的多,使得單個內存單元占據的空間更小。3D XPoint還通過採用立體堆疊技術,在單位面積上垂直增加存儲層數,進一步提升存儲密度。得益於這樣的結構方式,3D XPoint的存儲密度是內存的10倍。


3D XPoint的數據訪問方式也是非常特殊的。傳統的NAND採用的是電容存儲原理,通過以浮置柵極是否帶電來表示1或0。同時,NAND由block(塊)構成,block的基本單元是page(頁),NAND的page進行一次編程才能存儲1bit數據,而且擦除操作要在block層級進行操作。這種方式導致了NAND速度相比內存要慢,也是其壽命較短的重要原因。

而3D XPoint採用了全新的存儲原理,內存單元是一種特殊的電阻材料,它的特殊之處在於,在施加了不同的電壓後,材料形態會發生改變,從而改變電阻阻值,即便是電壓消失,其阻值仍然存在。也就是說,3D XPoint可以通過改變電壓大小實現0和1的區分。所以我們可以看到,3D XPoint中,基礎訪問單位是bit,數據以bit的形式存儲在內存單元中,一個內存單元可存儲1bit數據。在數據訪問效率上,3D XPoint比NAND更高。更值得一提的是,內存單元材料本身不會因為形態的重復改變而老化衰退,因此3D XPoint在壽命上也較NAND更有優勢。

得益於上面提到的立體交叉矩陣結構,3D XPoint在包括速度、壽命以及容量等方面的表現都相當不俗。具體來說,根據官方提供的數據,3D XPoint速度和壽命均為NAND快閃記憶體的1000倍;在延遲方面,3D XPoint是NAND快閃記憶體的千分之一,為內存(DRAM)的10倍;在存儲密度上,3D XPoint則是內存的10倍。而從價格方面上看,3D XPoint價格介於內存和NAND之間,僅為內存的一半。

我們知道,無論是機械硬碟還是固態硬碟,在速度上與內存相比有著非常大的差距,這也成為目前影響用戶體驗(尤其是企業用戶)的一大瓶頸。而3D XPoint以及英特爾傲騰技術的出現相當於在硬碟與內存之間創立了一個新的層級,極大地彌補這二者間的性能差距。在不考慮成本的前提下,3D XPoint是目前存儲器的一個優秀的代替品,速度更快、壽命更長,容量也較大,對企業數據存儲來說是一個非常不錯的選擇。而對消費級市場而言,3D XPoint則更適合作為內存與硬碟之間的加速劑,提升PC整體性能。


英特爾傲騰技術產品系列

從目前的產品線可以看到,英特爾從企業級以及消費級兩個市場雙線並行,推出滿足不同場景用戶的傲騰技術存儲解決方案。


而在消費級市場上,英特爾則推出了傲騰內存(Optance Memory),以提升硬碟速度,做到存儲高速度和高容量的結合。傲騰內存與普通的M.2 SSD一樣,採用M.2 SSD介面,連接在主板M.2插槽上使用,20納米製造工藝,支持PCIe3.0*2通道。在性能方面,16GB版本持續讀取最高為900MB/s,持續寫入最高為145MB/s;4K 隨機讀取為19萬 IOPS,4K隨機寫入是3.5萬 IOPS。32GB版本持續讀取速度為1200MB/s,持續寫入最高為280MB/s;4K 隨機讀取為30萬 IOPS,4K隨機寫入是7萬 IOPS。

英特爾傲騰技術的應用

企業應用方面,英特爾已經與阿里、華為、新華三等眾多知名廠商展開合作,旨在通過使用英特爾傲騰技術提升企業在高性能計算、通信、分析等方面的性能。

在今年 5月份的英特爾傲騰技術分享會上,阿里雲資料庫業務總經理曹偉在介紹POLARDB時提到,阿里雲在雲存儲節點上就使用了英特爾傲騰SSD,創新的3D XPoint介質比NAND提供了更低的I/O延遲和更高的I/O QoS穩定性,資料庫整體QoS方面,在95%延遲的指標上提升了76%的性能。

會上英特爾也表示,面向企業用戶的傲騰固態盤DC P4800X有效緩存和存儲並擴展了內存,IOPS突破瓶頸,性能平均提升5~8倍,耐用性提高2.8倍,服務質量達到之前的60倍,而延遲則降低40倍。

而面向一般用戶的傲騰內存在實際表現上也相當客觀。在搭配大容量機械硬碟使用時,傲騰內存能夠明顯提升裝載在機械硬碟內的系統、應用、文件等的啟動、運行和載入速度,效果與當前流行的SSD系統盤+HDD數據倉組合相當。

如若在與第八代酷睿處理器配合使用下,傲騰內存可以將游戲和媒體載入速度分別提升4.7倍和1.7倍,進一步釋放CPU利用率,實現更快的3D渲染、圖像分析、游戲載入等加速操作。

基於以上的出色表現以及價格方面綜合考慮,傲騰內存的確不失為一種更為經濟可行的存儲加速方案。傲騰內存和機械硬碟的組合,很好地解決了此前許多普通用戶對「高速度與大容量不可兼得」的矛盾。

總的來看,英特爾傲騰技術是對存儲產業的又一次創新。通過創新產品結構,創造出性能更強、容量更大、耐用性更高的3D XPoint介質,並整合英特爾獨有的軟體技術形成一套更為高效經濟的高速存儲解決方案,實現PC性能的大提升。無論是對企業級用戶還是終端消費者,傲騰技術都是他們在數據存儲上的強力支撐。

5. 幾種新型非易失性存儲器

關鍵詞: 非易失性存儲器;FeRAM;MRAM;OUM引言更高密度、更大帶寬、更低功耗、更短延遲時問、更低成本和更高可靠性是存儲器設計和製造者追求的永恆目標。根據這一目標,人們研究各種存儲技術,以滿足應用的需求。本文對目前幾種比較有競爭力和發展潛力的新型非易失性存儲器做了一個簡單的介紹。
圖1 MTJ元件結構示意圖鐵電存儲器(FeRAM)
鐵電存儲器是一種在斷電時不會丟失內容的非易失存儲器,具有高速、高密度、低功耗和抗輻射等優點。
當前應用於存儲器的鐵電材料主要有鈣鈦礦結構系列,包括PbZr1-xTixO3,SrBi2Ti2O9和Bi4-xLaxTi3O12等。鐵電存儲器的存儲原理是基於鐵電材料的高介電常數和鐵電極化特性,按工作模式可以分為破壞性讀出(DRO)和非破壞性讀出(NDRO)。DRO模式是利用鐵電薄膜的電容效應,以鐵電薄膜電容取代常規的存儲電荷的電容,利用鐵電薄膜的極化反轉來實現數據的寫入與讀取。鐵電隨機存取存儲器(FeRAM)就是基於DRO工作模式。這種破壞性的讀出後需重新寫入數據,所以FeRAM在信息讀取過程中伴隨著大量的擦除/重寫的操作。隨著不斷地極化反轉,此類FeRAM會發生疲勞失效等可靠性問題。目前,市場上的鐵電存儲器全部都是採用這種工作模式。

6. ROM是易失性存儲器還是非易事性存儲器

ROM和RAM指的都是半導體存儲器,ROM是Read Only Memory的縮寫,RAM是Random Access Memory的縮寫。ROM在系統停止供電的時候仍然可以保持數據,而RAM通常都是在掉電之後就丟失數據,典型的RAM就是計算機的內存。
因此,是非易失性存儲器
RAM 有兩大類,一種稱為靜態RAM(Static RAM/SRAM),SRAM速度非常快,是目前讀寫最快的存儲設備了,但是它也非常昂貴,所以只在要求很苛刻的地方使用,譬如CPU的一級緩沖,二級緩沖。另一種稱為動態RAM(Dynamic RAM/DRAM),DRAM保留數據的時間很短,速度也比SRAM慢,不過它還是比任何的ROM都要快,但從價格上來說DRAM相比SRAM要便宜很多,計算機內存就是DRAM的。

DRAM分為很多種,常見的主要有FPRAM/FastPage、EDORAM、SDRAM、DDR RAM、RDRAM、SGRAM以及WRAM等,這里介紹其中的一種DDR RAM。

DDR RAM(Date-Rate RAM)也稱作DDR SDRAM,這種改進型的RAM和SDRAM是基本一樣的,不同之處在於它可以在一個時鍾讀寫兩次數據,這樣就使得數據傳輸速度加倍了。這是目前電腦中用得最多的內存,而且它有著成本優勢,事實上擊敗了Intel的另外一種內存標准-Rambus DRAM。在很多高端的顯卡上,也配備了高速DDR RAM來提高帶寬,這可以大幅度提高3D加速卡的像素渲染能力。

內存工作原理:

內存是用來存放當前正在使用的(即執行中)的數據和程序,我們平常所提到的計算機的內存指的是動態內存(即DRAM),動態內存中所謂的"動態",指的是當我們將數據寫入DRAM後,經過一段時間,數據會丟失,因此需要一個額外設電路進行內存刷新操作。

具體的工作過程是這樣的:一個DRAM的存儲單元存儲的是0還是1取決於電容是否有電荷,有電荷代表1,無電荷代表0。但時間一長,代表1的電容會放電,代表0的電容會吸收電荷,這就是數據丟失的原因;刷新操作定期對電容進行檢查,若電量大於滿電量的1/2,則認為其代表1,並把電容充滿電;若電量小於 1/2,則認為其代表0,並把電容放電,藉此來保持數據的連續性。

ROM也有很多種,PROM是可編程的ROM,PROM和 EPROM(可擦除可編程ROM)兩者區別是,PROM是一次性的,也就是軟體灌入後,就無法修改了,這種是早期的產品,現在已經不可能使用了,而 EPROM是通過紫外光的照射擦出原先的程序,是一種通用的存儲器。另外一種EEPROM是通過電子擦出,價格很高,寫入時間很長,寫入很慢。

舉個例子,手機軟體一般放在EEPROM中,我們打電話,有些最後撥打的號碼,暫時是存在SRAM中的,不是馬上寫入通過記錄(通話記錄保存在EEPROM中),
因為當時有很重要工作(通話)要做,如果寫入,漫長的等待是讓用戶忍無可忍的。
FLASH 存儲器又稱快閃記憶體,它結合了ROM和RAM的長處,不僅具備電子可擦除可編程(EEPROM)的性能,還不會斷電丟失數據同時可以快速讀取數據(NVRAM 的優勢),U盤和MP3里用的就是這種存儲器。在過去的20年裡,嵌入式系統一直使用ROM(EPROM)作為它們的存儲設備,然而近年來Flash全面代替了ROM(EPROM)在嵌入式系統中的地位,用作存儲Bootloader以及操作系統或者程序代碼或者直接當硬碟使用(U盤)。

7. 什麼是易失性存儲器什麼是非易失性存儲器

易失性存儲器就是在關閉計算機或者突然性、意外性關閉計算機的時候,裡面的數據會丟失,就像內存。非易失性存儲器在上面的情況下數據不會丟失,像硬碟等外存。