Active存储知识：未来存储技术的发展是什么样的
未来的存储技术会是什么样子呢？对于基于NVMe的传统Flash技术，我们应该继续期望更高的容量。例如，在QLC NAND技术之后会出现什么？只有时间才能告诉我们答案。下一代NVMe规范将引入跨更多PCI Express通道和更高带宽的协议标准。随着存储技术的继续发展，插入计算机的存储技术也将随之发展。
请牢记一点：最终目标是更接近CPU并减少访问时间（即延迟）。
内存存储类
多年来，供应商一直在开发一种可以将非易失性内存插入传统DIMM插槽（易失性DRAM使用的插槽）的技术。存储类内存（Storage Class Memory，简称SCM）是一种较新的混合存储层，它不是确切的内存，也不是确切的存储。它离CPU更近，有两种形式：
1）由大电容支持的传统DRAM存储数据到本地NAND芯片（例如，NVDIMM-N）
2）一个完整的NAND模块（NVDIMM-F）。
第一种情况下保留了DRAM的速度，但没有足够的容量。通常，基于DRAM的NVDIMM容量小于最新的传统DRAM。供应商如Viking Technology和Netlist是基于DRAM的NVDIMM产品的主要生产商。
而第二种将为您提供更大的容量，但它没有DRAM速度快。在这里，您将发现固定在传统DIMM模块上的标准NAND与现代SSD中的NAND完全相同。
这种类型的内存不作为传统内存注册到CPU，根据DDR4标准，现代主板和处理器不需要任何特殊固件就能够使用这种技术。当操作系统加载到包含此类内存的系统上时，它将其隔离为“protected”模式类别（例如0xe820），并且不会像标准的易失性DRAM那样使用它。相反，它将只通过驱动接口访问内存（非易失性内存就是这个接口）。使用这个模块，您可以将这些SCM设备的内存区域映射到用户空间可访问的块设备中。
当前的应用程序将SCM用于内存数据库、高性能计算（HPC）和人工智能（AI）工作负载，也将其用作持久缓存。随着NVMeoF的不断成熟，它将允许跨存储网络导出SCM设备。
英特尔的Optane，三星的Z-SSD等
介于DRAM和传统SSD之间的是一些新兴技术，如英特尔的Optane（最初是与美光合作开发的，被命名为3D-XPoint）和三星的Z-SSD。这些技术非常新，除了它们既不是DRAM也不是NAND之外，人们对它们知之甚少。就英特尔的Optane来说，它是一种新的非易失性存储技术，基于相变存储器（PCM）。Optane的性能比NAND更好，但比不上DRAM。另一个优点是它比NAND SSD具有更好的电池寿命——也就是说，与标准的NAND SSD相比，它每天能够执行更多的驱动器写入操作（DWPD）。
计算存储
通常，应用程序和它需要访问的数据之间引入的延迟太长，或者托管该应用程序所需的CPU周期在主机上消耗了太多资源，从而给驱动器本身引入了额外的延迟。怎样才能避免这些负面影响呢？答案之一是将应用程序移动到物理驱动器本身。这是最近才出现的趋势，被称为计算存储。
上述技术的前沿的是NGD系统，ScaleFlux，还有三星。那么，什么是计算存储？它是如何实现的呢？
其思想是将数据处理定位到数据存储层，避免将数据移动到计算机的主存储器（最初由主机CPU处理）。在传统系统上，需要资源将数据从存储位置移动、处理，然后将其移回相同的存储目标。整个过程需要花费时间，并引入访问延迟——如果主机系统正在处理其他任务，情况就更严重了。此外，数据集越大，移入/移出所需的时间就越多。
为了解决这个问题，一些供应商已经开始将嵌入式微处理器集成到他们的NVMe SSD的控制器中。处理器将运行一个标准的操作系统（如Ubuntu Linux），并允许一个软件在SSD上本地运行，以便进行现场计算。
面临的挑战
HDD继续优于SSD技术的另一个方面是跨标准形态的能力。您的标准服务器只能容纳这么多的存储。而且，硬盘的可选择空间要比SSD大得多。随着内存技术的发展，这种情况在未来几年可能会发生变化。
另一个SSD的困难之处是软件应用领域。许多软件应用程序不符合访问NAND存储器最优的方法。这些应用程序将增加驱动器访问延迟，同时减少NAND单元寿命。
总结
由于涉及到内存技术，未来看起来很有前途，同时令人兴奋。那么SSD会完全取代传统的HDD吗？我对此表示怀疑。看看磁带技术，它仍然存在，并继续在档案存储中找到自己的位置。HDD很可能会有类似的命运。尽管在那之前，HDD将继续在价格和容量上与SSD竞争。
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