權威大佬發話 未來電腦內存、硬盤會變得很科幻

在上個月進行的IEEE國際設備和系統路線圖(IRDS)會議提供了內存和存儲技術的發展方向。鑑於IEEE電器和電子工程師協會的地位,這份路線圖預言了未來十年的內存/硬盤“長什麼樣”,我們一起來看下。

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首先是新興內存設備,大容量存儲設備新增了DNA內存,STT-RAM由於技術逐漸成熟,被從"新興技術"調整到"原型產品"類別。現在已有使用MRAM/STT-RAM部分取代高速SRAM緩存的設計思路,或許未來的CPU會更多的集成使用它們的L4緩存。

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DNA存儲未來可能會取代每10年需要重新複製一遍的磁帶技術,實現海量數據存檔記錄。2018年Nature雜誌發表首份基於DNA的隨機存取存儲器(RAM)報告,揭示了DNA內存不僅能提供破紀錄的存儲空間,還有望像內存一樣隨機讀寫。不過這項技術距實用化還有很長的路要走。

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記憶體從速度、容量和延遲劃分,基本可以分為處理器緩存、運行內存和存儲器。由SRAM構成的高速緩存集成在CPU內部,未來MRAM和FeFET也有望加入到其中。

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目前主要由DRAM內存構成的運行內存會迎來包括3D XPoint內存條等新成員的加入,這些新技術內存通常具備斷電後數據不丟失的特性,顛覆過去運行內存關機一定清空的傳統,同時在容量上也比DRAM內存更大,被稱為"存儲內存"。

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最後就是由3D閃存固態硬盤和機械硬盤構成的持久存儲器(斷電後保持數據)。IEEE預測,10年後(2028年)3D閃存的存儲密度相比現在增長5倍左右。

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通過上表還能發現,無論是2D平面還是3D堆疊閃存,在半導體工藝節點上都已經達到極致,除了已經開始的TLC->QLC演變之外,提升存儲容量和密度的主要手段就是堆疊層數的增長。

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隨著近期閃存供過於求、價格大幅走低,各閃存原廠已經放緩或延後96層3D堆疊技術的應用。美光與三星目前生產的QLC閃存都使用了64層堆疊技術,而東芝雖然發佈了96層堆疊的BiCS4(QLC類型單顆容量1.33TB),似乎是出於成本效益因素,也沒有快速投入大規模應用。從現在到2019年上半年,固態硬盤價格將繼續降價勢頭,而下一輪的成本突破可能要比原本預計的時間延後一些。關注PCEVA,探尋真正的電腦知識。


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