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新興存儲器的崛起

發布時間: 2022-12-11 13:01:04

1. 國產新星半導體巨頭崛起,實現彎道超車,長江存儲實力究竟有多牛

首先是長江存儲在全球擁有10,000多名員工,7000多項專利申請。是一家以3D NAND快閃記憶體為主,涵蓋計算機、移動通信等領域的電路企業,致力於成為存儲技術的領導者。如今,作為三星、東芝這樣的高科技企業,長江存儲曾經有著令人欽佩的R&D歷史。長江存儲的前身武漢新鑫,因經濟衰退而舉步維艱。危急之時,接受國家財政援助,在武漢新新的基礎上建立長江倉儲。

要知道的是中國存儲行業追趕速度更快,但中美關系持續惡化,層層制裁和人才短缺仍是制約中國發展的關鍵因素。評價一下長江存儲的NAND晶元,用於國內銷售的部分iPhone。美國商務部工業與安全局(BIS)宣布修改出口管理條例,旨在進一步阻止中國發展其存儲晶元能力和相關軍事能力。

2. 開展微型數據存儲技術創新研發搶占未來大數據存儲技術高地的建議

我國數據存儲核心技術長期落後,大數據中心按照傳統的 科技 房地產的思路將面臨資源約束。為了防止我國存儲技術「卡脖子」,節省未來海量數據存儲佔地空間,系統化整合資源解決當前中國大數據存儲技術產品的容量問題,建議國家立項 開展微型數據存儲技術創新研發

我國數據儲存的現狀和面臨的問題

計算機數據存儲技術是信息技術應用的核心。一切計算機應用數據都需要由物理設備來存儲,以便計算機系統進行讀寫等處理,數據應用與數據存儲恰似樹干與樹根的密切關系。伴隨著信息技術應用的持續高速發展,可以預見未來的數據量必將呈現爆炸式增長,隨之而來的海量數據存儲瓶頸問題必然日趨嚴重,加劇著數據存儲領域長期面臨的容量、安全、性能、擴充、維護、災備、監管等諸多挑戰。其中,容量困境,首當其沖。

當前痛點。 為了滿足數據存儲容量日益增長的需求,大數據存儲中心建設必不可少。放眼當下全國各地的大數據存儲中心建設,由於數據存儲基礎核心技術缺位,流行的模式是不可持續的「 科技 房地產」,即單純拓展佔地面積蓋樓建設數據中心,進而耗費寶貴自然資源。目前我國城市監控視頻圖像數據受限於數據中心存儲容量空間,一般只能保留一個月左右,相關的數據應用嚴重受制。

應用基石。 底層數據存儲是信息產業發展的基石,數據存儲技術產品是信息應用系統的架構基礎,也是我國的關鍵行業技術短板。有效的數據存儲技術產品涉及到所有信息技術應用場景:人工智慧,信息安全,智慧城市,大數據,雲計算,區塊鏈,城市大腦,雪亮工程,城市管理視頻監控,醫學影像識別,等等。

嚴峻局面。 追溯信息技術百年來的發展軌跡,中國在數據存儲基礎技術領域的貢獻幾乎為零。國內數據存儲行業主要擅長於市場側的商業應用創新,數據存儲底層管理的核心技術研發嚴重依賴國外的開源開放。缺乏基礎研發梯隊,沒有關鍵理論 探索 ;沿襲陳舊的發展思路,習於外購器件設備;底層技術積累短缺,核心創新能力薄弱;嚴峻的局面至今沒有重大改變。

危情險勢。 中國在核心存儲產品、底層支撐技術、商業應用理念上長期跟跑,遭受外部勢力釜底抽薪式的「存儲底層關鍵核心技術精準打擊」的隱患和風險極大。面對復雜多變的國際環境,一旦遭遇卡脖子,如外購存儲產品斷貨或核心技術交流封鎖,舉國上下所有涉及信息技術應用的行業領域都必然窒息。從而直接降低相關產業迭代發展速度,掣肘 社會 前進步伐,削弱國家治理能力,進而危及影響到國家的政治和 社會 穩定。

時不我待。 我們需要立即行動起來,通過立項開展微型數據存儲技術創新研發,凝聚國內外數據存儲領域資源力量,構建數據存儲專業核心技術團隊;從研發軟體定義的存儲(數據去重)技術產品入手,填補國內技術產品領域空白;啟動研發微型化(原子級)數據存儲設備,搶占未來數據存儲領域的制高點。這項舉措也是解除我國數據存儲技術產品創新研發「卡脖子」危機的最佳途徑。

開展微型數據存儲技術創新研發的思路

我國應抓住當前數據應用驅動信息技術升級換代的大數據發展 歷史 契機,凝聚國內外資源力量,構建中國數據存儲專業核心技術團隊。近期:研發部署模塊化數據去重技術產品,壓縮海量數據存儲空間需求,填補國內底層數據存儲管理技術空白。遠期:啟動研發微型數據存儲設備,搶占未來數據存儲技術領域的制高點。

從開展微型數據存儲技術創新研發入手,聚焦國際存儲技術領域的戰略性前沿技術趨勢;聯手科研院所、高等院校、生產企業、大型用戶的資源,建設國家級核心技術團隊;積極引進/培養數據存儲技術人才,研發自主可控系列產品。

1.近期跟蹤行業動態

對標國際頂級數據存儲技術產品,砥礪學習底層模塊級數據存儲去重技術,壓縮海量數據存儲空間需求,實現自主可控國產數據存儲技術管理軟體產品的商務應用。基本原理是首先識別出重復的數據模塊,然後優化存儲多個重復數據模塊中的單一模塊,以及同其它重復模塊的鏈接關系。進而減少企業級客戶存儲數據所需的物理空間佔有量,降低采購部署數據存儲設備的增量。

2.遠期重點突出推進

探索 下一代數據存儲技術,整合跨學科資源啟動開展研發微型存儲器,力圖將現有基於磁碟/光碟/磁帶的計算機數據存儲器,轉化為未來基於原子/電子運動狀態的微型化數字信息採集與存取機制。其原理是將現在耗費數百萬個原子的材料介質所表徵的一位「0」或「1」二進制計算機數據,試圖由單個原子狀態變化來表徵。於是,可以將現有數據存儲設備體積縮小數十萬乃至百萬倍,最終將佔地約足球場面積的大數據存儲倉庫縮小為攜帶型器件。

3.研發工作開展建議

開展微型數據存儲技術創新研發應該建設成為國內領先、國際一流的數據存儲技術研究機構、產業孵化溫室、以及人才培養基地。

延攬數據存儲技術專家領銜擔綱咨詢顧問。全球招聘在世界頂級數據存儲公司工作多年的業界精英加盟指導。

構建中國數據存儲技術研發團隊。採用引進師資/開設培訓課程等有效方式,積累培育國內數據存儲技術力量。

結盟矽谷存儲技術研究院。依託美國矽谷地區的數據存儲實體公司,共享數據存儲底層技術知識。

注冊成立企業運營機構。開發軟體定義存儲(數據去重)技術產品,服務數據用戶市場,遵循商務運作規律。

融資涵蓋多種基金渠道。申報獲取國家重大專項基礎項目研發資金,吸引專業投資基金加盟。首期投資約需10億元人民幣(參考國際相關工程估值:美國IBM公司同類項目投資約600億美元/10年)。

推動微型數據存儲技術創新研發的建議

我國在開展新型基礎設施建設的同時,應當抓住當前數據計算應用驅動信息技術升級換代的大數據發展 歷史 契機,建立數據存儲技術的自主知識產權體系,填補國內空白,保障數字中國建設長遠規劃實施,推進國產數據存儲產品崛起,為相關產業發展鋪路。

2.建議遠期緊跟世界主流研發創新步伐,聚焦研發原子級微型化數據存儲技術產品(2020-2040年),在2040年前研發出原子級大數據存儲技術,並逐步實現產業化。

3.建議將微型化數據存儲技術創新作為國家戰略。搭建政產學研用共建共治共享的中國數據存儲技術聯合創新平台,建設國家級重點實驗室。依託科研院所/高等院校/相關企業,奠定從微型數據存儲理論、硬體設計、軟體開發、結構設計、系統集成等一整套原子級微型數據存儲技術研發工作的基礎。

4.建議國家相關部委給予配套資金支持。加快推進原子級大數據存儲技術研發和產業化轉化。支持申報重大 科技 項目和專項扶持資金。

5.建議形成能夠長期從事數據存儲技術創新的人才隊伍。借鑒全球數據存儲技術創新研發經驗,引進海內外數據存儲技術領域頂尖科學家和工程師。在高等院校與科研院所開設數據存儲技術專業課程,搭建完善的國內人才培養體系。

6.建議立項過程不宜採用常規項目申報、審批流程,亟需特事特辦予以批准。主要是有鑒於本項目相關的科研生產領域中,國內現有技術力量薄弱分散,評估體系資源匱乏。

7.建議項目推進應當低調快速務實:不重造勢,不揚虛名,不謀近利。主要是基於當前復雜敏感的國際政治經濟形勢,預計本項目勢將關聯國家核心產業戰略布局,影響未來數十年中國數字經濟命脈與發展。

作 者:中央 財經 大學中國互聯網經濟研究院研究員 歐陽日輝

通訊員:李 翀

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3. 固態硬碟鎧俠RD20和致鈦PC005哪個好

相信不少游戲玩家已經發現,自己硬碟的存儲空間越來越小了,那是因為隨著PC性能越來越強,游戲畫面越來越精緻,游戲的體積也越來越大。以《FIFA 21》為例,就需要至少50GB的硬碟空間,部分3A大作甚至達到了100GB+,那麼如何要求游戲載入不拉胯,當然必不可少的是一款足夠強勁以及容量夠大的固態硬碟。

今天小編為大家介紹的就是來自長江存儲旗下的致鈦PC005 Active這一款固態硬碟。相信提到長江存儲,大家應該都不會陌生吧。長江存儲作為中國三大存儲晶元產業之一和新晉崛起的存儲器廠商,其經歷了接近6年的創新探索和技術演變,終於在2018年成功推出具有自主知識產權的3D NAND堆疊技術——基於Xtacking架構的3D NAND技術。這也就意味著,致鈦品牌固態旗下產品採用的是原廠顆粒,而致鈦PC005 Active固態硬碟作為長江存儲旗下的消費級固態硬碟無疑將擁有更好的品質。

對於游戲玩家而言最重要的就是載入速度,相比SATA介面的硬碟,致鈦PC005採用了M.2介面、NVMe協議,搭配512MB至1GB DRAM緩存,採用Xtacking架構長江存儲高品質原廠顆粒和智能SLC緩存技術,加速固態硬碟讀寫性能,連續讀取速度最高可達3500MB/s,寫入速度可達2900MB/s(1TB版本)。並且致鈦PC005 Active內部無機械組件,抗震性能和數據安全性更高,在全速讀寫狀態下,依然通過主動智能功耗管理技術,實現動態調整功耗,並且支持超低功耗模式,從而帶來更好的高性能持續性和使用體驗。

大多數玩家一個游戲通關了,往往就是下一個游戲的開始,這也就意味著需要進行頻繁的安裝和卸載,對硬碟也是一個不小的考驗,而長江存儲致鈦PC005固態提供了高達640TBW(1TB版本)的寫入量,使用壽命持久,即使天天都更換游戲,固態的壽命也足夠使用到其他硬體淘汰。並且致鈦PC005提供了5年的質保,讓用戶可以放心大膽的使用。

4. SSD是什麼

固態存儲技術,簡稱為SSD.

一般可以分為二種,一種是基於快閃記憶體的SSD:採用FLASH MEMORY 作為存儲介質,這也是我們通常比較常見的SSD,象我們經常使用的U盤,數碼相機等一些電子存儲器及另外一些ATA、SCSI、FC介面的Flash Disk,統稱為快閃記憶體檔。

5. 半導體產業系列(一)--日本半導體產業之崛起

姓 名:李歡迎            學 號:20181214053              學 院:廣研院

原文鏈接:https://xueqiu.com/7332265621/133496263

【 嵌牛導讀 】 : 半導體的應用領域很廣,在集成電路、消費電子、通信系統、光伏發電、照明、大功率電源轉換等領域都有應用,可以說是現代科技的骨架。半導體應用的關鍵領域便是集成電路。集成電路發明起源於美國,後來在日本加速發展壯大,到目前在韓國台灣分化發展。本文旨在介紹日本半導體的發家史,體會上世紀美日之間在半導體產業爭霸上的血雨腥風,同時從中尋找一些我國科技產業的發展經驗。

【 嵌牛鼻子 】 : 日本半導體產業

【 嵌牛提問 】 : 日本半導體產業是如何在美國技術封鎖的牢籠中走向世界?

【 嵌牛內容 】

       在集成電路行業,全球范圍內的每一次技術升級都伴隨模式創新,誰認清了技術、投資和模式間的關系,誰才能掌握新一輪發展主導權,在全球競爭中占據更為有利的地位,超大規模集成電路(VLSI)計劃便是例證。日本的集成電路產業發展較早,在20世紀60年代便已經有了研究基礎,發展至今經歷了從小到大、從弱到強、轉型演變的歷史,其中從1976年3月開始實施的超大規模集成電路計劃是一個里程碑。

日本集成電路的起點

       在超大規模集成電路計劃實施前,日本的集成電路行業已經有了一定的基礎。作為冷戰時期美國抵禦蘇聯影響的橋頭堡,日本的集成電路發展得到了美國的支持。1963年,日本電氣公司便獲得了仙童半導體公司的平面技術授權,而日本政府則要求日本電氣將其技術與日本其他廠商分享。以此為起點,日本電氣、三菱、夏普、京都電氣都進入了集成電路行業。在日本早期的集成電路發展中,與美國同期以軍用市場為主不同的是,日本在引進技術後側重於民用市場。究其原因,第二次世界大戰後,日本的軍事建設受限,在美蘇航天爭霸的過程中日本的半導體技術只能用於民間市場。正是如此,日本走出了一條以民用市場需求為導向的集成電路發展之路,並在20世紀70年代和80年代一度趕超美國。

        日本政府為集成電路的發展制定了一系列的政策措施,例如1957年制定的《電子工業振興臨時措施法》、1971年制定的《特定電子工業及特定機械工業振興臨時措施法》和1978年制定的《特定機械情報產業振興臨時措施法》,加上民用市場的保護使日本的集成電路具備了一定的基礎。

20世紀70年代,在美國施壓下,日本被迫開放其半導體和集成電路市場,而同期IBM正在研發高性能、微型化的計算機系統。在這樣的背景下,1974年6月日本電子工業振興協會向日本通產省提出了由政府、產業及研究機構共同開發「超大規模集成電路」的設想。此後,日本政府下定了自主研發晶元、縮小與美國差距的決心,並於1976—1979年組織了聯合攻關計劃,即超大規模集成電路計劃,計劃設國立研發機構——超大規模集成電路技術研究所。此計劃由日本通產省牽頭,以日立、三菱、富士通、東芝、日本電氣五家公司為主體,以日本通產省的電氣技術實驗室、日本工業技術研究院電子綜合研究所和計算機綜合研究所為支持,其目標是集中優勢人才,促進企業間相互交流和協作攻關,推動半導體和集成電路技術水平的提升,以趕超美國的集成電路技術水平。

        項目實施的4年間共取得上千件專利,大幅提升了日本的集成電路技術水平,為日本企業在20世紀80年代的集成電路競爭鋪平了道路,取得了預期的效果。把握世界競爭大勢、研判未來發展方向,需要凝聚力量、統籌協調的專業認知作為支撐。盡管事後看,日本的超大規模集成電路計劃實施效果非常理想,但是實施過程卻並不順利。根據前期測算,計劃需投入3000億日元,業界希望能夠得到1500億日元的政府資助,後來實施4年間共投入737億日元,其中政府投入291億日元。其間,自民黨信息產業議員聯盟會長橋木登美三郎多次努力,希望政府追加投入,但是未能如願。政府投入未及預期,參與企業的士氣受到了一定程度的打擊。當時,參與計劃的富士通公司福安一美說:「當時,大家都有一種被公司遺棄的感覺,而且並未料到竟然研製出向IBM挑戰的產品。」

       投入不及預期,再加上研究人員從各企業和機構間臨時抽調、各行其道,一時間日本的超大規模集成電路計劃開發很不順利,不同研究室人員間互相提防、互不往來、互不溝通的現象十分普遍。 此時,垂井康夫站了出來。垂井康夫1929年出生於東京,1951年畢業於早稻田大學第一理工學院電氣工學專業,1958年申請了晶體管相關的專利,是日本半導體研究的開山鼻祖,1976年超大規模集成電路技術研究會成立時被任命為聯合研究所的所長。

       垂井康夫在當時的日本業界頗具聲望,他的領導使各成員都能信服。 垂井康夫對參與方進行積極的引導,指出參與方只有同心協力才能改變基礎技術落後的局面,在基礎技術開發完成後各企業再各自進行產品開發,這樣才能改變在國際競爭氛圍中孤軍作戰的困局。垂井康夫的努力,很快為研發人員所接受,各家力量得到了有效的融合,而歷時4年的風雨同舟、協同努力成了日本集成電路產業發展的最好推力。除垂井康夫外,當時已從日本通產省退休的根岸正人功不可沒。當時,超大規模集成電路技術研究會設理事會,日立公司社長吉ft博吉擔任理事長,但是在真正的執行過程中,根岸正人發揮了很好的協調作用。

       根岸正人有多年推動大型國家研究計劃的經驗,他對計劃各參與方的能力、利益訴求都頗為了解,在計劃中通過其有效的溝通化解了沖 突,為垂井康夫成功地凝聚團隊做了背後的鋪墊。 可以看出,在集成電路的研發攻關中,除了資金和資源投入外,團隊協調和技術融合更是成功的關鍵。

       從超大規模集成電路計劃的組織架構來看,除垂井康夫領導的聯合研究所外,先前成立的兩個聯合研究機構也參與了超大規模集成電路計劃,分別是日立、三菱、富士通聯合建立的計算機綜合研究所,以及由日本電氣和東芝聯合成立的日電東芝信息系統。三個研究所分別從事超大規模集成電路、計算機和信息系統的研發,其中聯合研究所負責基礎及通用技術的研發,另兩個研究所則負責實用化技術開發(重點為64KB及256KB內存晶元的設計及開發)。在各方的協同努力下,參與方都派遣了其最優秀的工程師。來自各地的工程師們肩並肩地在同一研究所內共同工作、共同生活、集中研 究,在微細加工技術及相關設備、硅晶圓的結晶技術、集成電路設計技術、工藝技術和測試技術上取得了突破。其中,聯合研究所主要負責微細加工技術及相關設備、硅晶圓的結晶技術的攻關,其他技術的通用部分也由其負責,實用化的開發則由另兩個研究所負責。

       具體來看,六個研究室中,分別由不同企業負責協調:第一、第二、第三研究室主要攻關微細加工技術,分別由日立、富士通和東芝負責協調;第四研究室攻關結晶技術,由工業技術研究院電子綜合研究所負責協調;第五研究室負責工藝技術,由三菱負責協調;第六研究室攻關測試、評價及產品技 術,由日本電氣負責協調。微細加工技術是計劃的重心,從聯合研究所的研究成果來看,日本當時開發了三種電子束描繪裝置、電子束描繪軟體、高解析度掩膜及檢查裝置、硅晶圓含氧量及碳量的分析技術等。垂井康夫評估說,計劃實施完畢後日本的半導體技術已和IBM並駕齊驅。在計劃中,日本企業對於動態隨機存儲器有了深入的理解,其更高質量、更高性能的動態隨機存儲器晶元為日本趕超美國提供了機遇。

       從1980年至1986年,日本企業的半導體市場份額由26%上升至45%,而美國企業的半導體市場份額則從61%下滑至43%。 1980年,聯合研究所的研究工作已全部結束,而另兩個研究所則追加資金(共約1300億日元)作進一步的技術開發, 以1980年至1982年為第一期,1983至1986年為第二期。 這些系統化的布局為日本的半導體行業騰飛發揮了至關重要的作用。

       從人員來看,計劃開展期間的聯合研究所研發人員數量為100人左右,計算機綜合研究所的研發人員數量為400人左右,日電東芝信息系統則為370人左右。在後續投入階段,研究人員數量減少,1985年計算機綜合研究所研發人員已減至90人左右,而日電東芝信息系統則減至30人左右。盡管聯合研究所研發人員相對較少,但事關各企業的未來發展基礎,因此各企業都派遣一流人才參與。在此過程中,垂井康夫對各企業都十分了解,點名要求各企業派遣其看中的人才。

       在實施超大規模集成電路計劃及後續的資助計劃後,1986年日本半導體產品已佔世界市場的45%,超越美國成為全球第一半導體生產大 國。 1989年,在存儲晶元領域,日本企業的市場份額已達53%,與美國該領域37%的市場份額形成了鮮明對比。 在日本企業的巔峰時期,日本電氣、東芝和日立三家企業排名動態存儲器領域的全球前三,其市場份額甚至超90%,與之相比,美國德州儀器和鎂光科技則苦苦支撐。

6. 如何實現數據存儲的管理

:數據存儲備份和存儲管理源於上世紀70年代的終端/主機計算模式,當時由於數據集中在主機上,因此,易管理的海量存儲設備——磁帶庫是當時必備的設備。80年代以後,由於PC的發展,尤其是90年代應用最廣的客戶機/伺服器模式的普及以及互聯網的迅猛發展,使得存儲容量、存儲模式和存儲要求都發生了根本性的變化,一些新興的存儲技術迅速崛起,為構建一個更安全的信息時代提供了更多的選擇。
編者按如何確保所有數據能夠得到可靠備份,及時進行災難恢復是存儲管理軟體的核心任務。此外存儲管理軟體還存在以下一些基本功能,諸如改進系統和應用I/O性能及存儲管理能力,提高數據和應用系統的高可用性,減少由於各種原因中斷數據存取或者應用系統宕機的時間,實現技術有分級存儲管理(HSM)、ClusterServer(集群伺服器)等。
首先是能提供一些可以識別和分析存儲訪問模式的VolumeManager工具。VolumeManager通過復雜的磁碟配置能均衡I/O負載,在不影響應用的同時能夠優化應用數據的布局。它還可將數據條形散放到多個物理盤上以提高性能,同時還具有在不中斷應用的情況下,識別和消除性能瓶頸的能力,從而增強系統和應用的性能。另外,VolumeManager在減少系統中斷時間、增加數據完整性等方面也有不俗表現。它允許對磁碟進行在線的管理和更改配置,減少對系統產生極大影響的停機時間,同時利用冗餘技術提高數據可用性,防止數據被丟失和破壞。
其次還有一個非常重要的可快速恢復的日誌式文件系統FileSystem,它能在不間斷數據訪問的條件下,對文件作在線備份,並在系統重啟或崩潰前允許訪問數據並恢復文件,從而大大提高用戶和管理員的生產效率。FileSystem在系統崩潰前還能將未完成的數據記錄在一個事件日誌中,利用恢復程序重現,從而保持了數據的完整性。
VolumeManager和FileSystem都工作在操作系統一級,可實現集群與故障恢復、自動管理、備份與HSM以及基於瀏覽器的遠程管理等。兩者有機結合後,利用雙方特有的對磁碟和數據的管理能力,能給企業的系統提供盡可能高的性能、可用性及可管理性。
在此基礎之上便是整個存儲管理的核心任務——備份技術。
數據存儲備份技術一般包含硬體技術及軟體技術等,硬體技術主要是磁帶機技術,軟體技術主要是通用和專用備份軟體技術等。我們主要從軟體技術方面加以討論。備份軟體技術在整個數據存儲備份過程中具有相當的重要性,因為它不僅關繫到是否支持磁帶的各種先進功能,而且在很大程度上決定著備份的效率。最好的備份軟體不一定就是操作系統所提供的備份功能,很多廠商都提供了許多專業的備份軟體。專業備份軟體能通過優化數據傳輸率,即可以自動以較高的傳輸率進行數據傳輸。這不僅能縮短備份時間、提高數據存儲備份速度,而且對磁帶機設備本身也有好處。另外,專業備份軟體還支持新磁帶機技術,如HP的TapeAlert技術,差不多所有主流專業備份軟體均提供支持。
對於存儲模式來說比較常見的有DAS、NAS和SAN等。DAS(DirectAttachedStorage-直接連接存儲)是指將存儲設備通過SCSI介面或光纖通道直接連接到一台計算機上。當伺服器在地理上比較分散、很難通過遠程連接進行互連時,直接連接存儲是比較好的解決方案。直接連接存儲也可幫助企業繼續保留已有的傳輸速率並不很高的網路系統。
網路正成為主要的信息處理模式,需要存儲的數據大量增加,數據作為取得競爭優勢的戰略性資產其重要性在增加,是目前發展的趨勢。NAS和SAN的出現正響應了這一點。NAS就是網路連接存儲,即將存儲設備通過標準的網路拓撲結構(例如乙太網),連接到一群計算機上。它的重點在於幫助工作組和部門級機構解決迅速增加存儲容量的需求。這種方法從兩方面改善了數據的可用性。第一,即使相應的應用伺服器不再工作了,仍然可以讀出數據。第二,簡易伺服器本身不會崩潰,因為它避免了引起伺服器崩潰的首要原因,即應用軟體引起的問題。另外,NAS產品是真正即插即用的產品,其設備的物理位置非常靈活。
SAN(存儲區域網路)通過光纖通道連接到一群計算機上。在該網路中提供了多主機連接,但並非通過標準的網路拓撲,並且通過同一物理通道支持廣泛使用的SCSI和IP協議。它的結構允許任何伺服器連接到任何存儲陣列,這樣不管數據置放在哪裡,伺服器都可直接存取所需的數據。SAN解決方案是從基本功能剝離出存儲功能,所以運行備份操作就無需考慮它們對網路總體性能的影響。這個方案也使得管理及集中控制實現簡化,特別是對於全部存儲設備都集群在一起的時候。
集群通常用於加強應用軟體的可用性與可擴展性。某些集群架構技術會加入單一系統印象的概念,可從單點以單一系統的方式來管理多台計算機。集群伺服器可支持多達上百台互相連接的伺服器,結合為鬆散結合的單位來執行作業,保護彼此的應用軟體免於故障。由於集群伺服器可完全整合應用軟體服務架構,因此可建置高效的應用軟體執行環境,即使整個系統出現故障,終端計算機都還可以使用幾乎所有的應用軟體。集群伺服器軟體包括引擎、編譯器、負載計算器、代理、指令與圖形化系統管理介面等組件。集群化運算環境的最大優勢是卓越的數據處理能力。原則上,任何類型的多重主機架構存儲設備,包括直接連接的磁碟,都可以用來當作集群數據存儲設備。為求得最大的系統可用性,最適合使用擁有多重主機存取路徑的容錯或高可用性存儲子系統。
分層次的管理方式可以解決存儲容量不斷增長導致的如何有效擴充容量的問題。在很多情況下,它更多地用於分布式網路環境中。分級,其實就是意味著用不同的介質來實現存儲,如RAID系統、光存儲設備、磁帶等,每種存儲設備都有其不同的物理特性和不同的價格。例如,要備份的時候,備份文件一般存儲在速度相對比較慢、容量相對比較大、價格相對比較低的存儲設備上如磁帶,這樣做很經濟實用。那麼如何實現分級呢?從原理上來講,分級存儲是從在線系統上遷移數據的一種方法。文件由HSM系統選擇進行遷移,然後被拷貝到HSM介質上。當文件被正確拷貝後,一個和原文件相同名字的標志文件被創建,但它只佔用比原文件小得多的磁碟空間。以後,當用戶訪問這個標志文件時,HSM系統能將原始文件從正確的介質上恢復過來。分級存儲可以有不同的實施方式,HSM根據兩級或三級體系將動態遷移/回遷的數據分類,從而實現分級存儲。
存儲應用的深入必然帶來對整體解決方案的需求,這不僅包括硬體,還包括相應的軟體以及服務。一個軟硬體兼容的融合應用環境是大勢所趨。比如,存儲虛擬化的提出就證明了這一趨勢。因為它有利於提高存儲利用率、簡化管理和降低成本,構建一個融合的存儲應用大環境。總之,隨著網路技術的發展、計算機能力的不斷提高,數據量也在不斷膨脹。數據備份與恢復等存儲技術方面的問題顯得越來越重要,存儲管理技術的發展必將引起業界的高度重視。
相關鏈接:當前主流的存儲介質
磁碟陣列、磁帶庫
磁碟陣列的最大特點是數據存取速度特別快,其主要功能是可提高網路數據的可用性及存儲容量,並將數據有選擇性地分布在多個磁碟上,從而提高系統的數據吞吐率。另外,磁碟陣列還能夠免除單塊硬碟故障所帶來的災難後果,通過把多個較小容量的硬碟連在智能控制器上,可增加存儲容量。磁碟陣列是一種高效、快速、易用的網路存儲備份設備。
廣義的磁帶庫產品包括自動載入磁帶機和磁帶庫。自動載入磁帶機和磁帶庫實際上是將磁帶和磁帶機有機結合組成的。自動載入磁帶機是一個位於單機中的磁帶驅動器和自動磁帶更換裝置,它可以從裝有多盤磁帶的磁帶匣中拾取磁帶並放入驅動器中,或執行相反的過程。自動載入磁帶機能夠支持例行備份過程,自動為每日的備份工作裝載新的磁帶。一個擁有工作組伺服器的小公司或分理處可以使用自動載入磁帶機來自動完成備份工作。
磁帶庫是像自動載入磁帶機一樣的基於磁帶的備份系統,它能夠提供同樣的基本自動備份和數據恢復功能,但同時具有更先進的技術特點。它的存儲容量可達到數百PB(1PB=100萬GB),可以實現連續備份、自動搜索磁帶,也可以在驅動管理軟體控制下實現智能恢復、實時監控和統計,整個數據存儲備份過程完全擺脫了人工干涉。磁帶庫不僅數據存儲量大得多,而且在備份效率和人工佔用方面擁有無可比擬的優勢。在網路系統中,磁帶庫通過SAN(存儲區域網絡)系統可形成網路存儲系統,為企業存儲提供有力保障,很容易完成遠程數據訪問、數據存儲備份,或通過磁帶鏡像技術實現多磁帶庫備份,無疑是數據倉庫、ERP等大型網路應用的良好存儲設備。
光碟塔、光碟庫和光碟網路鏡像伺服器
光碟不僅存儲容量巨大,而且成本低、製作簡單、體積小,更重要的是其信息可以保存100年至300年。光碟塔由幾台或十幾台CD-ROM驅動器並聯構成,可通過軟體來控制某台光碟機的讀寫操作。光碟塔可以同時支持幾十個到幾百個用戶訪問信息。光碟庫也叫自動換盤機,它利用機械手從機櫃中選出一張光碟送到驅動器進行讀寫。它的庫容量極大,機櫃中可放幾十片甚至上百片光碟。光碟庫的特點是:安裝簡單、使用方便,並支持幾乎所有的常見網路操作系統及各種常用通信協議。
光碟網路鏡像伺服器不僅具有大型光碟庫的超大存儲容量,而且還具有與硬碟相同的訪問速度,其單位存儲成本(分攤到每張光碟上的設備成本)大大低於光碟庫和光碟塔,因此光碟網路鏡像伺服器已開始取代光碟庫和光碟塔,逐漸成為光碟網路共享設備中的主流產品。

7. 興芯科技有限公司怎麼樣

珠海南北極科技成立於珠海高新區,主營業務為新興存儲器(電阻式存儲器以及磁阻式存儲器)設計、開發及銷售的高新企業。
新興存儲器隨著人工智慧、邊緣計算,以及物聯網等產業應用的興起,已經成為國際存儲器及晶圓代工廠重點發展的項目之一。也是國家科技產業戰略發展的重點項目之一。
公司創始團隊,基於多年的產業經驗,自主創新研發了一系列領先國際的自主知識產權,致力打造公司成為國際新興存儲器的*,實現中國存儲晶元在國際上彎道超車的偉業。
公司除珠海總部以外,在蘇州和台灣新竹也設有研發部門。目前公司正處於快速發展的階段,歡迎有志者加入公司大家庭,共同成長,共同成就。

薪酬及福利待遇
1.提供有競爭力的薪酬。
2.按國家標准購買社會保險、住房公積金、帶薪年假,法定節假日放假。
3.每周工時40小時,周休2日。
4.年終獎金,股權分紅。

8. 什麼是雲存儲你如何看待雲存儲

雲存儲的幾十年發展歷程,其計算架構模型,也從Scale Up走向Scale Out。但是展望未來數字世界的海量需求,目前流行的模型還能夠持續滿足嗎?本文通過對雲存儲 歷史 的回顧,及對Scale Up和Scale Out兩種擴展模型的詮釋,來揭開雲存儲的未來模式。

1. 雲存儲及其 歷史

簡而言之,雲存儲(cloud storage)就是將數字內容安全的存儲在伺服器上,從而任何連接互聯網的設備可以方便的獲取。首先讓我們簡單回顧一下雲存儲的 歷史 。

雲存儲的早期雛形要回溯到上個世紀的90年代,也就是互聯網泡沫時期(dot-com boom),當時有許多家公司,例如EVault, NetMass, Arkeia和CommVault等等[1]均提供在線數據備份服務,當然它們絕大部分也隨著互聯網泡沫的破碎而煙消雲散了。少數倖存下來的有一家叫Veritas NetBackup最後也被Symantec收購,現在依舊提供Symantec NetBackup的在線存儲服務。

而真正讓大家耳熟能詳的雲存儲是2006年由Amazon提供的AWS S3雲存儲服務,其最具有革命意義的變革是,提出了即買即用(pay-per-use)的價格模型,使得雲存儲的使用像水電一樣可計算衡量。從此雲存儲以S3為標准一路絕塵,我們所熟悉的大廠,比如Netflix, Pinterest, Dropbox也是S3的顧客。尾隨的Microsoft和Google也於2010年分別發布了類似的Azure Blob Storage和Google Storage的存儲服務。

雲存儲真正發展的十幾年中,見證了移動互聯網的崛起,大數據的生機勃發,人工智慧的再次復興,並能夠展望到未來物聯網,無人駕駛及各類機器人自動化的世界。海量數據的產生,存儲,分析,預測及應用,快速以正反饋循環方式,推進著人類 社會 向數字世界大步邁進。所以,為了適應數據存儲新的需求,各家雲存儲產品的應用場景及價格模型,已從單一向多元發展,比如AWS S3就有Standard,Intelligent-Tiering, Standard-IA,One Zone-IA,Glacier和Glacier Deep Archive六類存儲產品來滿足各類使用場景,我會在未來的文章里針對性的細講一下。而本文重點所探討的是,目前雲存儲的基礎架構體系是否能夠適應未來數據存儲的要求和挑戰?為了回答這個問題,讓我們先簡單回顧一下計算機體系架構里的Scale Up和Scale Out擴展模型。

2. Scale Up和Scale Out?

Scale Up又稱為垂直擴展(scale vertically)[2],意為在單節點上添加資源,如CPU,內存和存儲,在縱向上擴展從而獲得更多計算或存儲能力;Scale Up初期能夠快速達到升級目的,操作起來相對比較簡單,但隨著計算或存儲的要求越來越高,硬體資源的添加可能已經達到極限,不僅單節點的造價非常昂貴,維護成本很高,而且更容易留下單點故障的隱患。傳統的RAID(Rendant Array of Inexpensive Disks)存儲就是此種模式。

Scale Out又稱為水平擴展(scale horizontally)[2],意為在分布式環境下,通過添加節點計算或存儲資源,在橫向上滿足更多的計算存儲需求;隨著計算和存儲單位價格的降低和效率的提升,使用低端的商用(commodity)系統,利用分布式技術可以搭建起「超級計算」中心,以及後來衍生出來的私有或公有雲平台解決方案。雖然分布式系統會帶來一定程度上的軟體復雜度和管理困難,但由軟體定義的計算和存儲解決方案,能夠以較低的價格和較高的魯棒性,優雅的解決了海量增長的計算存儲需求,也是目前雲平台的主流技術。但它就一定能夠承載未來的更加海量的需求嗎?雲存儲的未來是什麼?方向是向左還是向右?

3. 未來向左還是向右?

話說天下大勢, 分久必合, 合久必分,事物發展的規律似乎從來就沒有什麼絕對。當下,雲平台內部似乎已完全是Scale Out模式了,但當我們把鏡頭再拉遠一點,從雲平台在全球部署的每一個可用區來看,整體上它又是一個Scale Up模型,不是嗎?單點投入巨大,耗費能源,使用成本高昂。而相反,隨著強大的計算,存儲和帶寬能力能夠進入尋常家庭、工作和生活等邊緣節點,資源閑置或者不均衡使用也變得越來越明顯。

那麼,是否能夠將這些邊緣節點的計算存儲能力結合起來,組成一個真正意義上的Scale Out平台,提供人們日益增長的計算存儲需求?

可否將浪費或者不對等的資源重新組合,提供一個更加節能環保的綠色Scale Out平台?

可否摒棄中心化的單點故障和數據安全隱患,真正做到廉價高效,零數據泄露的Scale Out平台?

答案是應該可以而且必須可以!

縱觀雲存儲平台的發展 歷史 ,從單節點的Scale Up模式走向可用區內部的Scale Out模式,又從內部的Scale Out模式走向整體上相對的Scale Up模式。而未來數字世界的海量計算和存儲需求的滿足,一定需要真正意義上的全球Scale Out模型,那就是把邊緣節點和半中心化節點高效且系統的組織起來,減少浪費,提高效率,節省成本,去除中心。將天空中幾塊為數不多的白雲,變成漫天遍布的朵朵白雲,讓人們自由定價、自由選擇、自由組合。

挑戰雖然巨大,但未來很美好,讓我們一起努力迎接雲存儲的明天!

[1]: History of Online Storage

[2]: Wiki Scalability

文章作者:Bruce Lee(http://PP.IO總架構師)

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雲存儲服務平台,很精練吧

網路解釋:雲存儲是在雲計算(cloud computing)概念上延伸和發展出來的一個新的概念,是一種新興的網路存儲技術,是指通過集群應用、網路技術或分布式文件系統等功能,將網路中大量各種不同類型的存儲設備通過應用軟體集合起來協同工作,共同對外提供數據存儲和業務訪問功能的系統。

雲存儲可以簡單的理解為將數據保存在一個第三方空間,隨時取用和處理。雲存儲也可以說是一個以數據存儲和管理為核心的雲計算系統。雲存儲對用戶來講,不只是一個簡單的設備,而是整個雲存儲系統的一種數據訪問服務。


通過集群應用,網路技術等功能把網路中不同類型的存儲設備通過應用軟體集合起來工作。

雲儲存就是企業的公用空間(伺服器),定期有人維護不用自己操心不怕數據丟失,但是數據都會在企業無保密可言,

就是網上的存儲空間,不佔自身內存,要用時聯網下載

雲存儲是指通過集群應用、網格技術或分布式文件系統或類似網格計算等功能聯合起來協同工作,並通過一定的應用軟體或應用介面,對用戶提供一定類型的存儲服務和訪問服務。

雲存儲的優勢

樓主有需要的話可以了解一下企業共享辦公系統,可支持手機端、雲端、公司伺服器存儲、為企業獨立搭建維護企業網盤,從而實現文件歸檔存儲、文檔管理、協同辦公等功能。

雲存儲就是將文件內存存儲在雲端的一種方式,不佔用自己本身電腦或者手機的內存,海量存儲輕松搞定,解決了很多的存儲難與存儲傳輸難的問題。

使用呆貓雲盤的幾大好處,企業存儲資產更安全:

1、使用呆貓遠程桌面時可直接掛載雲盤,輕松上傳下載文件,支持在線修改文件。

2、項目資源統一集中管理,釋放本地存儲空間;支持彈性擴容,按需使用,降低本地硬體使用成本;

3、呆貓同一賬號內存儲互通,資源可異地共享,減少傳輸成本。

4、呆貓雲盤與渲雲網盤存儲互通,使用渲雲提交渲染任務時,內網同步,文件秒傳,節省傳輸時間。

5、支持高並發讀取資產文件,可同一賬號最多可支持上千台機器同時讀取雲盤文件,提高工作效率。

6、高性能存儲,百萬級IOPS,超高算力助力設計行業發展。

7、雲盤基於域控的安全策略,免受病毒攻擊;提供多副本可靠性機制,即使機器出現故障,也不會引起數據丟失。

把你需要存儲的數據放到網上,不佔用你自己設備的內存,當你需要使用時從網上下載。這之間會產生數據流量。

雲存儲其實我們都經歷過,2013年-2016年蓬勃發展,而後被玩壞的雲盤,就是典型代表,雖然我們控制權益不多,只能上傳下載,離線,共享,基本當作網路硬碟和交流工具使用,但卻解決了人們的燃眉之急。我們現在部分手機上還有雲端保存照片的功能。


實際的雲存儲並不是這么簡單,引用一下網路:

雲存儲是建立在雲計算的基礎上,為雲計算服務。對於我們似乎太深奧,但又息息相關,我們只需要知道它是好東西就行了。不單單能當作個人網路上的儲存空間。

9. ssd固態硬碟盒是什麼,和普通ssd固態硬碟有什麼區別

固態硬碟(Solid State Disk、Solid State Drive,簡稱SSD,准確的技術稱呼應為固態驅動器)是一種基於永久性存儲器,如快閃記憶體,或非永久性存儲器,同步動態隨機存取存儲器(SDRAM)的計算機外部存儲設備。固態硬碟用來在攜帶型計算機中代替常規硬碟。雖然在固態硬碟中已經沒有可以旋轉的盤狀結構,但是依照人們的命名習慣,這類存儲器仍然被稱為「硬碟」。
由於固態硬碟技術與傳統硬碟技術不同,所以產生了不少新興的存儲器廠商。廠商只需購買NAND Flash存儲器,再配合適當的控制晶元,就可以製造固態硬碟了。新一代的固態硬碟普遍採用SATA-2介面。
固態硬碟大部分被製作成與常規硬碟相同的外形,例如常見的1.8英寸、2.5英寸或3.5英寸規格,並採用了相互兼容的介面;但有些固態硬碟也使用 PCI Express 或是 Express Card 作為介面來突破現有硬碟傳輸介面的速度,或是在有限空間(如筆記本電腦)中置放固態硬碟。

固態硬碟採用的存儲塊存儲數據,類似U盤的結構原理。普通硬碟採用的是磁碟介質方式。存在機械結構帶動磁碟轉動來達到工作的。

【固態硬碟優點】
和常規硬碟相比,固態硬碟具有低功耗、無噪音、抗震動、低熱量的特點。這些特點不僅使得數據能更加安全地得到保存,而且也延長了靠電池供電的設備的連續運轉時間。

10. 推進半導體技術發展的五大趨勢

過去幾十年,全球半導體行業增長主要受台式機、筆記本電腦和無線通信產品等尖端電子設備的需求,以及基於雲計算興起的推動。這些增長將繼續為高性能計算市場領域開發新應用程序。

首先,5G將讓數據量呈指數級增長。我們需要越來越多的伺服器來處理和存儲這些數據。2020年Yole報告,這些伺服器核心的高端CPU和GPU的復合年增長率有望達到29%。它們將支持大量的數據中心應用,比如超級計算和高性能計算服務。在雲 游戲 和人工智慧等新興應用的推動下,GPU預計將實現更快增長。例如,2020年3月,互聯網流量增長了近50%,法蘭克福的商業互聯網數據交換創下了數據吞吐量超過每秒9.1兆兆位的新世界紀錄。

第二個主要驅動因素是移動SoC——智能手機晶元。這個細分市場增長雖然沒有那麼快, 但這些SoC在尺寸受限的晶元領域對更多功能的需求,將推動進一步技術創新。

除了邏輯、內存和3D互聯的傳統維度擴展之外,這些新興應用程序將需要利用跨領域的創新。這需要在器件、塊和SoC級別進行新模塊、新材料和架構的改變,以實現在系統級別的效益。我們將這些創新歸納為半導體技術的五大發展趨勢。

趨勢一:摩爾定律還有用,將為半導體技術續命8到10年…

在接下來的8到10年裡,CMOS晶體管的密度縮放將大致遵循摩爾定律。這將主要通過EUV模式和引入新器件架構來實現邏輯標准單元縮放。

在7nm技術節點上引入了極紫外(EUV)光刻,可在單個曝光步驟中對一些最關鍵的晶元結構進行了設計。在5nm技術節點之外(即關鍵線後端(BEOL)金屬節距低於28-30nm時),多模式EUV光刻將不可避免地增加了晶圓成本。最終,我們希望高數值孔徑(High-NA) EUV光刻技術能夠用於行業1nm節點的最關鍵層上。這種技術將推動這些層中的一些多圖案化回到單圖案化,從而提供成本、產量和周期時間的優勢。

Imec對隨機缺陷的研究對EUV光刻技術的發展具有重要意義。隨機列印故障是指隨機的、非重復的、孤立的缺陷,如微橋、局部斷線、觸點丟失或合並。改善隨機缺陷可使用低劑量照射,從而提高吞吐量和成本。

為了加速高NA EUV的引入,我們正在安裝Attolab,它可以在高NA EUV工具面世之前測試一些關鍵的高NA EUV材料(如掩膜吸收層和電阻)。目前Attolab已經成功地完成了第一階段安裝,預計在未來幾個月將出現高NA EUV曝光。

除了EUV光刻技術的進步之外,如果沒有前沿線端(FEOL)設備架構的創新,摩爾定律就無法延續。如今,FinFET是主流晶體管架構,最先進的節點在6T標准單元中有2個鰭。然而,將鰭片長度縮小到5T標准單元會導致鰭片數量減少,標准單元中每個設備只有一個鰭片,導致設備的單位面積性能急劇下降。這里,垂直堆疊納米薄片晶體管被認為是下一代設備,可以更有效地利用設備佔用空間。另一個關鍵的除垢助推器是埋地動力軌(BPR)。埋在晶元的FEOL而不是BEOL,這些BPR將釋放互連資源路由。

將納米片縮放到2nm一代將受到n-to-p空間約束的限制。Imec設想將Forksheet作為下一代設備。通過用電介質牆定義n- p空間,軌道高度可以進一步縮放。與傳統的HVH設計相反,另一個有助於提高路由效率的標准單元架構發展是針對金屬線路的垂直-水平-垂直(VHV)設計。最終通過互補場效應晶體管(CFET)將標准cell縮小到4T,之後充分利用cell層面上的第三維度,互補場效應晶體管通過將n-場效應晶體管與p-場效應晶體管折疊。

趨勢2: 在固定功率下,邏輯性能的提高會慢下來

有了上述的創新,我們期望晶體管密度能遵循摩爾所規劃的路徑。但是在固定電源下,節點到節點的性能改進——被稱Dennard縮放比例定律,Dennard縮放比例定律(Dennard scaling)表明,隨著晶體管變得越來越小,它們的功率密度保持不變,因此功率的使用與面積成比例;電壓和電流的規模與長度成比例。

世界各地的研究人員都在尋找方法來彌補這種減速,並進一步提高晶元性能。上述埋地電力軌道預計將提供一個性能提高在系統水平由於改進的電力分配。此外,imec還著眼於在納米片和叉片裝置中加入應力,以及提高中線的接觸電阻(MOL)。

二維材料如二硫化鎢(WS2)在通道中有望提高性能,因為它們比Si或SiGe具有更強的柵長伸縮能力。其中基於2d的設備架構包括多個堆疊的薄片非常有前景,每個薄片被一個柵極堆疊包圍並從側面接觸。模擬表明,這些器件在1nm節點或更大節點上比納米片的性能更好。為了進一步改善這些器件的驅動電流,我們著重改善通道生長質量,在這些新材料中加入摻雜劑和提高接觸電阻。我們試圖通過將物理特性(如生長質量)與電氣特性相關聯來加快這些設備的學習周期。

除了FEOL, 走線擁擠和BEOL RC延遲,這些已經成為性能改善的重要瓶頸。為了提高通徑電阻,我們正在研究使用Ru或Mo的混合金屬化。我們預計半鑲嵌(semi-damascene)金屬化模塊可同時改善緊密距金屬層的電阻和電容。半鑲嵌(semi-damascene) 可通過直接模式和使用氣隙作為介電在線路之間(控制電容增加)

允許我們增加寬高比的金屬線(以降低電阻)。同時,我們篩選了各種替代導體,如二元合金,它作為『good old』 Cu的替代品,以進一步降低線路電阻。

趨勢3:3D技術使更多的異構集成成為可能

在工業領域,通過利用2.5D或3D連接的異構集成來構建系統。這些有助於解決內存問題,可在受形狀因素限制的系統中添加功能,或提高大型晶元系統的產量。隨著邏輯PPAC(性能-區域-成本)的放緩,SoC 的智能功能分區可以提供另一個縮放旋鈕。一個典型的例子是高帶寬內存棧(HBM),它由堆疊的DRAM晶元組成,這些晶元通過短的interposer鏈路直接連接到處理器晶元,例如GPU或CPU。最典型的案例是Intel Lakefield CPU上的模對模堆疊, AMD 7nm Epyc CPU。在未來,我們希望看到更多這樣的異構SOC,它是提高晶元性能的最佳橋梁。

在imec,我們通過利用我們在不同領域(如邏輯、內存、3D…)所進行的創新,在SoC級別帶來了一些好處。為了將技術與系統級別性能聯系起來,我們建立了一個名為S-EAT的框架(用於實現高級技術的系統基準測試)。這個框架可評估特定技術對系統級性能的影響。例如:我們能從緩存層次結構較低級別的片上內存的3D分區中獲益嗎?如果SRAM被磁存儲器(MRAM)取代,在系統級會發生什麼?

為了能夠在緩存層次結構的這些更深層次上進行分區,我們需要一種高密度的晶片到晶片的堆疊技術。我們已經開發了700nm間距的晶圓-晶圓混合鍵合,相信在不久的將來,鍵合技術的進步將使500nm間距的鍵合成為可能。

通過3D集成技術實現異質集成。我們已經開發了一種基於sn的微突起互連方法,互連間距降低到7µm。這種高密度連接充分利用了透硅通孔技術的潛力,使>16x更高的三維互聯密度在模具之間或模具與硅插接器之間成為可能。這樣就大大降低了對HBM I/O介面的SoC區域需求(從6 mm2降至1 mm2),並可能將HBM內存棧的互連長度縮短至多1 mm。使用混合銅鍵合也可以將模具直接與硅結合。我們正在開發3µm間距的模具到晶圓的混合鍵合,它具有高公差和放置精度。

由於SoC變得越來越異質化,一個晶元上的不同功能(邏輯、內存、I/O介面、模擬…)不需要來自單一的CMOS技術。對不同的子系統採用不同的工藝技術來優化設計成本和產量可能更有利。這種演變也可以滿足更多晶元的多樣化和定製化需求。

趨勢4:NAND和DRAM被推到極限;非易失性存儲器正在興起

內存晶元市場預測顯示,2020年內存將與2019年持平——這一變化可能部分與COVID-19減緩有關。2021年後,這個市場有望再次開始增長。新興非易失性存儲器市場預計將以>50%的復合年增長率增長,主要受嵌入式磁隨機存取存儲器(MRAM)和獨立相變存儲器(PCM)的需求推動。

NAND存儲將繼續遞增,在未來幾年內可能不會出現顛覆性架構變化。當今最先進的NAND產品具有128層存儲能力。由於晶片之間的結合,可能會產生更多的層,從而使3D擴展繼續下去。Imec通過開發像釕這樣的低電阻字線金屬,研究備用存儲介質堆,提高通道電流,並確定控制壓力的方法來實現這一路線圖。我們還專注於用更先進的FinFET器件取代NAND外圍的平面邏輯晶體管。我們正在 探索 3D FeFET與新型纖鋅礦材料,作為3D NAND替代高端存儲應用。作為傳統3D NAND的替代品,我們正在評估新型存儲器的可行性。

對於DRAM,單元縮放速度減慢,EUV光刻可能需要改進圖案。三星最近宣布EUV DRAM產品將用於10nm (1a)級。除了 探索 EUV光刻用於關鍵DRAM結構的模式,imec還為真正的3D DRAM解決方案提供了構建模塊。

在嵌入式內存領域,我通過大量的努力來理解並最終拆除所謂的內存牆,CPU從DRAM或基於SRAM的緩存中訪問數據的速度有多快?如何確保多個CPU核心訪問共享緩存時的緩存一致性?限制速度的瓶頸是什麼? 我們正在研究各種各樣的磁隨機存取存儲器(MRAM),包括自旋轉移轉矩(STT)-MRAM,自旋軌道轉矩(SOT)-MRAM和電壓控制磁各向異性(VCMA)-MRAM),以潛在地取代一些傳統的基於SRAM的L1、L2和L3緩存(圖4)。每一種MRAM存儲器都有其自身的優點和挑戰,並可能通過提高速度、功耗和/或內存密度來幫助我們克服內存瓶頸。為了進一步提高密度,我們還在積極研究可與磁隧道結相結合的選擇器,這些是MRAM的核心。

趨勢5:邊緣人工智慧晶元行業崛起

邊緣 AI預計在未來五年內將實現100%的增長。與基於雲的人工智慧不同,推理功能是嵌入在位於網路邊緣的物聯網端點(如手機和智能揚聲器)上的。物聯網設備與一個相對靠近邊緣伺服器進行無線通信。該伺服器決定將哪些數據發送到雲伺服器(通常是時間敏感性較低的任務所需的數據,如重新培訓),以及在邊緣伺服器上處理哪些數據。

與基於雲的AI(數據需要從端點到雲伺服器來回移動)相比,邊緣 AI更容易解決隱私問題。它還提供了響應速度和減少雲伺服器工作負載的優點。想像一下,一輛需要基於人工智慧做出決定的自動 汽車 。由於需要非常迅速地做出決策,系統不能等待數據傳輸到伺服器並返回。考慮到通常由電池供電的物聯網設備施加的功率限制,這些物聯網設備中的推理引擎也需要非常節能。

今天,商業上可用的邊緣 AI晶元,加上快速GPU或ASIC,可達到1-100 Tops/W運算效率。對於物聯網的實現,將需要更高的效率。Imec的目標是證明推理效率在10.000個Tops /W。

通過研究模擬內存計算架構,我們正在開發一種不同的方法。這種方法打破了傳統的馮·諾伊曼計算模式,基於從內存發送數據到CPU(或GPU)進行計算。使用模擬內存計算,節省了來回移動數據的大量能量。2019年,我們演示了基於SRAM的模擬內存計算單元(內置22nm FD-SOI技術),實現了1000Tops/W的效率。為了進一步提高到10.000Tops/W,我們正在研究非易失性存儲器,如SOT-MRAM, FeFET和基於IGZO(銦鎵鋅氧化物)的存儲器。