很长时间以来,我们一直在关心什么会取代磁盘,当前来看闪存有着大的机会。除了闪存,PCM(相变存储)、3D XPoint也是热点。然而,无论闪存还是其它存储介质的创新突破,其创新方向都被认为是对外部存储的有力取代,给大家的感觉是对内存有些视而不见,DRAM一直稳坐内存最佳选择的位置。然而,如今这种局面有了些变化,闪存、3D XPoint们似乎要率先要革内存的命了。

天儿变了,内存条开始对DRAM说“NO”

Diablo或许是让用户内存条可对DRAM说“NO”的第一个吃螃蟹的厂商了,他们最近推出了一款叫做“Memory1”的产品,在宣传中明确说“替代DRAM”。由于Memory1刚刚向外界披露,其更多产品细节情况还没有公布。不过,在Diablo的官网上可找到Memory1的一份简单产品介绍,从中知道Memory1对DRAM的“替代”主要是只介质替代。Memory1的主要材质是NAND闪存,Diablo用NAND闪存介质来干DRAM此前充当Cache的作用。按照Diablo的介绍,Memory1的使用和普通的DDR4一样,接口没有变化,即插即用,只需将BIOS中的有关Diablo的设置使能即可。Diablo认为用户有必要将DDR4换成Memory1的理由是,Memory1比一般内存条提供了更大的内存空间,一个双路服务器大可支持4TB,每个DIMM模块最多有256GB字节寻址空间(这似乎给当前的64位系统向128位系统升级提供了前景),同样支持支持2133MT的带宽。虽说Memory1还没推向市场,但至少从技术上来讲Memory1让我们看到了DRAM有些要灭亡的苗头了。

也许等上两三年我们的内存或许会有另一个选择3D XPoint,这是Intel和镁光联合发布的创新技术,号称往下可以取代内存,往上可以取代DRAM。笔者曾在《被存储圈刷屏的3D XPoint是个什么鬼?》中对3D XPoint技术有过简单介绍,其架构、材质、性能等创新似乎对DRAM的地位造成了威胁,在此就不再赘述。这里想说明的是,3D XPoint的初衷是要取代闪存,给人的感觉是存储界的创新一直要用新介质取代外部磁盘存储的同时,发现内存也需要重新定义了。

观察当前存储界的形势,颇有种老大(磁盘)和老二(闪存)斗争,老三(DRAM)反倒率先遭殃的味道。是不是?

在革DRAM命上,MIT的人走得更为激进。他们造了一个BlueBDM系统用于大数据计算,20台服务器直连500GB的全闪存,用FPGA当闪存控制器取代DRAM控制器。MIT称同样的工作要按照传统方式恐怕要40台服务器用上10TB的RAM了。BlueBDM系统直接用FPGA连DRAM架构都给替换了。

重新思考DRAM存在的价值

比较BlueBDM与Memory1对DRAM的态度,BlueBDM走得更为彻底。从系统设计层面来看,Memory1对DRAM的替换似乎更多有着过渡的意味。BlueBDM设计已经不是用某种介质取代DRAM的问题了,而是一种新架构的设计,利用闪存充当高速缓存的作用,走x86系统存储的道路。

从历史上来看,存储系统采用RAM来充当高速缓存是迫不得已。多年以前就有了用闪存来充当高速缓存的声音。不过由于在单位面积上RAM介质的容量、速度、带宽依旧比闪存占据优势,这种声音一直以来得不到落地,只存在于专家的理论设想当中。不过,由于如今闪存等其它存储介质科技有了很大的创新突破,RAM上以往的一些特性优势渐渐不再,取代RAM也就成为顺理成章的事情。例如,Diablo宣称由于去掉了NAND闪存中的电源特性,从而将闪存在容量、密度、成本上超过RAM的优势与 RAM在速度上的优势进行结合,利用技术/成本来开拓市场空间。从这方面看,RAM被取代似乎只是个时间问题了。

从应用的角度看,RAM用作处理器的主要缓存和X86系统有很大的紧密关系。不同于其它的RISC系统,X86系统肩负着需要兼容前代产品的诸多任务,其缓存控制器设计也涉及了对显卡、外部存储等更多外部设备连接的管理特性,致使基于RAM缓存的CPU系统设计比起其它CPU设计更为复杂。例如,Intel在BIOS中集成了RAM介质的电器特性,很多基于现有缓存介质的开发都需要从Intel获取大量底层技术实现。所以说,对RAM的替代不单纯是一个介质的替代,后面也需要引出对电器特性、系统设计的更多思考。而且,X86系统也是当前服务器的主流系统,这种对DRAM说“NO”的事情,也会不那么简单。

从市场情况来看,DRAM的市场存量会尽量延长自己作为主要缓存的时间。IT科技创新的变化越发难以预料,这让们也难以说准下一个存储科技的大变革具体会在什么时间。但是存储科技创新到市场普及却是需要一个长期的磨合过程。即使DRAM的地位有了历史终结的可能和应用的真正实现,但缺乏供需平衡,市场现实也会延长DRAM的寿命。如今,DRAM市场已经呈现过剩态势,市场预测DRAM价格在未来两年会进一步下跌。产能过剩与价格下跌让DRAM依旧有较强的生命力。

DRAM被革命是个伪命题

其实,DRAM被革命似乎是个伪命题。毕竟,整个IT系统的加速升级是难以靠聚焦一点来完成整个实现的。用闪存来地替代DRAM,治的不过是x86系统的“小毛病”;例如BlueBDM用FPGA革的却是x86系统的命,DRAM存储与否变成为另外的话题了。所以说,纠结于DRAM是否会被革命意义不大,若是x86都成为负担的时候,闪存、PCM(相变存储)、3D XPoint何以解忧呢?

谁会革缓存的命?--这个或许才是真正的亮点。

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