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新兴存储器的崛起

发布时间: 2022-12-11 13:01:04

1. 国产新星半导体巨头崛起,实现弯道超车,长江存储实力究竟有多牛

首先是长江存储在全球拥有10,000多名员工,7000多项专利申请。是一家以3D NAND闪存为主,涵盖计算机、移动通信等领域的电路企业,致力于成为存储技术的领导者。如今,作为三星、东芝这样的高科技企业,长江存储曾经有着令人钦佩的R&D历史。长江存储的前身武汉新鑫,因经济衰退而举步维艰。危急之时,接受国家财政援助,在武汉新新的基础上建立长江仓储。

要知道的是中国存储行业追赶速度更快,但中美关系持续恶化,层层制裁和人才短缺仍是制约中国发展的关键因素。评价一下长江存储的NAND芯片,用于国内销售的部分iPhone。美国商务部工业与安全局(BIS)宣布修改出口管理条例,旨在进一步阻止中国发展其存储芯片能力和相关军事能力。

2. 开展微型数据存储技术创新研发抢占未来大数据存储技术高地的建议

我国数据存储核心技术长期落后,大数据中心按照传统的 科技 房地产的思路将面临资源约束。为了防止我国存储技术“卡脖子”,节省未来海量数据存储占地空间,系统化整合资源解决当前中国大数据存储技术产品的容量问题,建议国家立项 开展微型数据存储技术创新研发

我国数据储存的现状和面临的问题

计算机数据存储技术是信息技术应用的核心。一切计算机应用数据都需要由物理设备来存储,以便计算机系统进行读写等处理,数据应用与数据存储恰似树干与树根的密切关系。伴随着信息技术应用的持续高速发展,可以预见未来的数据量必将呈现爆炸式增长,随之而来的海量数据存储瓶颈问题必然日趋严重,加剧着数据存储领域长期面临的容量、安全、性能、扩充、维护、灾备、监管等诸多挑战。其中,容量困境,首当其冲。

当前痛点。 为了满足数据存储容量日益增长的需求,大数据存储中心建设必不可少。放眼当下全国各地的大数据存储中心建设,由于数据存储基础核心技术缺位,流行的模式是不可持续的“ 科技 房地产”,即单纯拓展占地面积盖楼建设数据中心,进而耗费宝贵自然资源。目前我国城市监控视频图像数据受限于数据中心存储容量空间,一般只能保留一个月左右,相关的数据应用严重受制。

应用基石。 底层数据存储是信息产业发展的基石,数据存储技术产品是信息应用系统的架构基础,也是我国的关键行业技术短板。有效的数据存储技术产品涉及到所有信息技术应用场景:人工智能,信息安全,智慧城市,大数据,云计算,区块链,城市大脑,雪亮工程,城市管理视频监控,医学影像识别,等等。

严峻局面。 追溯信息技术百年来的发展轨迹,中国在数据存储基础技术领域的贡献几乎为零。国内数据存储行业主要擅长于市场侧的商业应用创新,数据存储底层管理的核心技术研发严重依赖国外的开源开放。缺乏基础研发梯队,没有关键理论 探索 ;沿袭陈旧的发展思路,习于外购器件设备;底层技术积累短缺,核心创新能力薄弱;严峻的局面至今没有重大改变。

危情险势。 中国在核心存储产品、底层支撑技术、商业应用理念上长期跟跑,遭受外部势力釜底抽薪式的“存储底层关键核心技术精准打击”的隐患和风险极大。面对复杂多变的国际环境,一旦遭遇卡脖子,如外购存储产品断货或核心技术交流封锁,举国上下所有涉及信息技术应用的行业领域都必然窒息。从而直接降低相关产业迭代发展速度,掣肘 社会 前进步伐,削弱国家治理能力,进而危及影响到国家的政治和 社会 稳定。

时不我待。 我们需要立即行动起来,通过立项开展微型数据存储技术创新研发,凝聚国内外数据存储领域资源力量,构建数据存储专业核心技术团队;从研发软件定义的存储(数据去重)技术产品入手,填补国内技术产品领域空白;启动研发微型化(原子级)数据存储设备,抢占未来数据存储领域的制高点。这项举措也是解除我国数据存储技术产品创新研发“卡脖子”危机的最佳途径。

开展微型数据存储技术创新研发的思路

我国应抓住当前数据应用驱动信息技术升级换代的大数据发展 历史 契机,凝聚国内外资源力量,构建中国数据存储专业核心技术团队。近期:研发部署模块化数据去重技术产品,压缩海量数据存储空间需求,填补国内底层数据存储管理技术空白。远期:启动研发微型数据存储设备,抢占未来数据存储技术领域的制高点。

从开展微型数据存储技术创新研发入手,聚焦国际存储技术领域的战略性前沿技术趋势;联手科研院所、高等院校、生产企业、大型用户的资源,建设国家级核心技术团队;积极引进/培养数据存储技术人才,研发自主可控系列产品。

1.近期跟踪行业动态

对标国际顶级数据存储技术产品,砥砺学习底层模块级数据存储去重技术,压缩海量数据存储空间需求,实现自主可控国产数据存储技术管理软件产品的商务应用。基本原理是首先识别出重复的数据模块,然后优化存储多个重复数据模块中的单一模块,以及同其它重复模块的链接关系。进而减少企业级客户存储数据所需的物理空间占有量,降低采购部署数据存储设备的增量。

2.远期重点突出推进

探索 下一代数据存储技术,整合跨学科资源启动开展研发微型存储器,力图将现有基于磁盘/光盘/磁带的计算机数据存储器,转化为未来基于原子/电子运动状态的微型化数字信息采集与存取机制。其原理是将现在耗费数百万个原子的材料介质所表征的一位“0”或“1”二进制计算机数据,试图由单个原子状态变化来表征。于是,可以将现有数据存储设备体积缩小数十万乃至百万倍,最终将占地约足球场面积的大数据存储仓库缩小为便携式器件。

3.研发工作开展建议

开展微型数据存储技术创新研发应该建设成为国内领先、国际一流的数据存储技术研究机构、产业孵化温室、以及人才培养基地。

延揽数据存储技术专家领衔担纲咨询顾问。全球招聘在世界顶级数据存储公司工作多年的业界精英加盟指导。

构建中国数据存储技术研发团队。采用引进师资/开设培训课程等有效方式,积累培育国内数据存储技术力量。

结盟硅谷存储技术研究院。依托美国硅谷地区的数据存储实体公司,共享数据存储底层技术知识。

注册成立企业运营机构。开发软件定义存储(数据去重)技术产品,服务数据用户市场,遵循商务运作规律。

融资涵盖多种基金渠道。申报获取国家重大专项基础项目研发资金,吸引专业投资基金加盟。首期投资约需10亿元人民币(参考国际相关工程估值:美国IBM公司同类项目投资约600亿美元/10年)。

推动微型数据存储技术创新研发的建议

我国在开展新型基础设施建设的同时,应当抓住当前数据计算应用驱动信息技术升级换代的大数据发展 历史 契机,建立数据存储技术的自主知识产权体系,填补国内空白,保障数字中国建设长远规划实施,推进国产数据存储产品崛起,为相关产业发展铺路。

2.建议远期紧跟世界主流研发创新步伐,聚焦研发原子级微型化数据存储技术产品(2020-2040年),在2040年前研发出原子级大数据存储技术,并逐步实现产业化。

3.建议将微型化数据存储技术创新作为国家战略。搭建政产学研用共建共治共享的中国数据存储技术联合创新平台,建设国家级重点实验室。依托科研院所/高等院校/相关企业,奠定从微型数据存储理论、硬件设计、软件开发、结构设计、系统集成等一整套原子级微型数据存储技术研发工作的基础。

4.建议国家相关部委给予配套资金支持。加快推进原子级大数据存储技术研发和产业化转化。支持申报重大 科技 项目和专项扶持资金。

5.建议形成能够长期从事数据存储技术创新的人才队伍。借鉴全球数据存储技术创新研发经验,引进海内外数据存储技术领域顶尖科学家和工程师。在高等院校与科研院所开设数据存储技术专业课程,搭建完善的国内人才培养体系。

6.建议立项过程不宜采用常规项目申报、审批流程,亟需特事特办予以批准。主要是有鉴于本项目相关的科研生产领域中,国内现有技术力量薄弱分散,评估体系资源匮乏。

7.建议项目推进应当低调快速务实:不重造势,不扬虚名,不谋近利。主要是基于当前复杂敏感的国际政治经济形势,预计本项目势将关联国家核心产业战略布局,影响未来数十年中国数字经济命脉与发展。

作 者:中央 财经 大学中国互联网经济研究院研究员 欧阳日辉

通讯员:李 翀

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3. 固态硬盘铠侠RD20和致钛PC005哪个好

相信不少游戏玩家已经发现,自己硬盘的存储空间越来越小了,那是因为随着PC性能越来越强,游戏画面越来越精致,游戏的体积也越来越大。以《FIFA 21》为例,就需要至少50GB的硬盘空间,部分3A大作甚至达到了100GB+,那么如何要求游戏载入不拉胯,当然必不可少的是一款足够强劲以及容量够大的固态硬盘。

今天小编为大家介绍的就是来自长江存储旗下的致钛PC005 Active这一款固态硬盘。相信提到长江存储,大家应该都不会陌生吧。长江存储作为中国三大存储芯片产业之一和新晋崛起的存储器厂商,其经历了接近6年的创新探索和技术演变,终于在2018年成功推出具有自主知识产权的3D NAND堆叠技术——基于Xtacking架构的3D NAND技术。这也就意味着,致钛品牌固态旗下产品采用的是原厂颗粒,而致钛PC005 Active固态硬盘作为长江存储旗下的消费级固态硬盘无疑将拥有更好的品质。

对于游戏玩家而言最重要的就是加载速度,相比SATA接口的硬盘,致钛PC005采用了M.2接口、NVMe协议,搭配512MB至1GB DRAM缓存,采用Xtacking架构长江存储高品质原厂颗粒和智能SLC缓存技术,加速固态硬盘读写性能,连续读取速度最高可达3500MB/s,写入速度可达2900MB/s(1TB版本)。并且致钛PC005 Active内部无机械组件,抗震性能和数据安全性更高,在全速读写状态下,依然通过主动智能功耗管理技术,实现动态调整功耗,并且支持超低功耗模式,从而带来更好的高性能持续性和使用体验。

大多数玩家一个游戏通关了,往往就是下一个游戏的开始,这也就意味着需要进行频繁的安装和卸载,对硬盘也是一个不小的考验,而长江存储致钛PC005固态提供了高达640TBW(1TB版本)的写入量,使用寿命持久,即使天天都更换游戏,固态的寿命也足够使用到其他硬件淘汰。并且致钛PC005提供了5年的质保,让用户可以放心大胆的使用。

4. SSD是什么

固态存储技术,简称为SSD.

一般可以分为二种,一种是基于闪存的SSD:采用FLASH MEMORY 作为存储介质,这也是我们通常比较常见的SSD,象我们经常使用的U盘,数码相机等一些电子存储器及另外一些ATA、SCSI、FC接口的Flash Disk,统称为闪存盘。

5. 半导体产业系列(一)--日本半导体产业之崛起

姓 名:李欢迎            学 号:20181214053              学 院:广研院

原文链接:https://xueqiu.com/7332265621/133496263

【 嵌牛导读 】 : 半导体的应用领域很广,在集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明、大功率电源转换等领域都有应用,可以说是现代科技的骨架。半导体应用的关键领域便是集成电路。集成电路发明起源于美国,后来在日本加速发展壮大,到目前在韩国台湾分化发展。本文旨在介绍日本半导体的发家史,体会上世纪美日之间在半导体产业争霸上的血雨腥风,同时从中寻找一些我国科技产业的发展经验。

【 嵌牛鼻子 】 : 日本半导体产业

【 嵌牛提问 】 : 日本半导体产业是如何在美国技术封锁的牢笼中走向世界?

【 嵌牛内容 】

       在集成电路行业,全球范围内的每一次技术升级都伴随模式创新,谁认清了技术、投资和模式间的关系,谁才能掌握新一轮发展主导权,在全球竞争中占据更为有利的地位,超大规模集成电路(VLSI)计划便是例证。日本的集成电路产业发展较早,在20世纪60年代便已经有了研究基础,发展至今经历了从小到大、从弱到强、转型演变的历史,其中从1976年3月开始实施的超大规模集成电路计划是一个里程碑。

日本集成电路的起点

       在超大规模集成电路计划实施前,日本的集成电路行业已经有了一定的基础。作为冷战时期美国抵御苏联影响的桥头堡,日本的集成电路发展得到了美国的支持。1963年,日本电气公司便获得了仙童半导体公司的平面技术授权,而日本政府则要求日本电气将其技术与日本其他厂商分享。以此为起点,日本电气、三菱、夏普、京都电气都进入了集成电路行业。在日本早期的集成电路发展中,与美国同期以军用市场为主不同的是,日本在引进技术后侧重于民用市场。究其原因,第二次世界大战后,日本的军事建设受限,在美苏航天争霸的过程中日本的半导体技术只能用于民间市场。正是如此,日本走出了一条以民用市场需求为导向的集成电路发展之路,并在20世纪70年代和80年代一度赶超美国。

        日本政府为集成电路的发展制定了一系列的政策措施,例如1957年制定的《电子工业振兴临时措施法》、1971年制定的《特定电子工业及特定机械工业振兴临时措施法》和1978年制定的《特定机械情报产业振兴临时措施法》,加上民用市场的保护使日本的集成电路具备了一定的基础。

20世纪70年代,在美国施压下,日本被迫开放其半导体和集成电路市场,而同期IBM正在研发高性能、微型化的计算机系统。在这样的背景下,1974年6月日本电子工业振兴协会向日本通产省提出了由政府、产业及研究机构共同开发“超大规模集成电路”的设想。此后,日本政府下定了自主研发芯片、缩小与美国差距的决心,并于1976—1979年组织了联合攻关计划,即超大规模集成电路计划,计划设国立研发机构——超大规模集成电路技术研究所。此计划由日本通产省牵头,以日立、三菱、富士通、东芝、日本电气五家公司为主体,以日本通产省的电气技术实验室、日本工业技术研究院电子综合研究所和计算机综合研究所为支持,其目标是集中优势人才,促进企业间相互交流和协作攻关,推动半导体和集成电路技术水平的提升,以赶超美国的集成电路技术水平。

        项目实施的4年间共取得上千件专利,大幅提升了日本的集成电路技术水平,为日本企业在20世纪80年代的集成电路竞争铺平了道路,取得了预期的效果。把握世界竞争大势、研判未来发展方向,需要凝聚力量、统筹协调的专业认知作为支撑。尽管事后看,日本的超大规模集成电路计划实施效果非常理想,但是实施过程却并不顺利。根据前期测算,计划需投入3000亿日元,业界希望能够得到1500亿日元的政府资助,后来实施4年间共投入737亿日元,其中政府投入291亿日元。其间,自民党信息产业议员联盟会长桥木登美三郎多次努力,希望政府追加投入,但是未能如愿。政府投入未及预期,参与企业的士气受到了一定程度的打击。当时,参与计划的富士通公司福安一美说:“当时,大家都有一种被公司遗弃的感觉,而且并未料到竟然研制出向IBM挑战的产品。”

       投入不及预期,再加上研究人员从各企业和机构间临时抽调、各行其道,一时间日本的超大规模集成电路计划开发很不顺利,不同研究室人员间互相提防、互不往来、互不沟通的现象十分普遍。 此时,垂井康夫站了出来。垂井康夫1929年出生于东京,1951年毕业于早稻田大学第一理工学院电气工学专业,1958年申请了晶体管相关的专利,是日本半导体研究的开山鼻祖,1976年超大规模集成电路技术研究会成立时被任命为联合研究所的所长。

       垂井康夫在当时的日本业界颇具声望,他的领导使各成员都能信服。 垂井康夫对参与方进行积极的引导,指出参与方只有同心协力才能改变基础技术落后的局面,在基础技术开发完成后各企业再各自进行产品开发,这样才能改变在国际竞争氛围中孤军作战的困局。垂井康夫的努力,很快为研发人员所接受,各家力量得到了有效的融合,而历时4年的风雨同舟、协同努力成了日本集成电路产业发展的最好推力。除垂井康夫外,当时已从日本通产省退休的根岸正人功不可没。当时,超大规模集成电路技术研究会设理事会,日立公司社长吉ft博吉担任理事长,但是在真正的执行过程中,根岸正人发挥了很好的协调作用。

       根岸正人有多年推动大型国家研究计划的经验,他对计划各参与方的能力、利益诉求都颇为了解,在计划中通过其有效的沟通化解了冲 突,为垂井康夫成功地凝聚团队做了背后的铺垫。 可以看出,在集成电路的研发攻关中,除了资金和资源投入外,团队协调和技术融合更是成功的关键。

       从超大规模集成电路计划的组织架构来看,除垂井康夫领导的联合研究所外,先前成立的两个联合研究机构也参与了超大规模集成电路计划,分别是日立、三菱、富士通联合建立的计算机综合研究所,以及由日本电气和东芝联合成立的日电东芝信息系统。三个研究所分别从事超大规模集成电路、计算机和信息系统的研发,其中联合研究所负责基础及通用技术的研发,另两个研究所则负责实用化技术开发(重点为64KB及256KB内存芯片的设计及开发)。在各方的协同努力下,参与方都派遣了其最优秀的工程师。来自各地的工程师们肩并肩地在同一研究所内共同工作、共同生活、集中研 究,在微细加工技术及相关设备、硅晶圆的结晶技术、集成电路设计技术、工艺技术和测试技术上取得了突破。其中,联合研究所主要负责微细加工技术及相关设备、硅晶圆的结晶技术的攻关,其他技术的通用部分也由其负责,实用化的开发则由另两个研究所负责。

       具体来看,六个研究室中,分别由不同企业负责协调:第一、第二、第三研究室主要攻关微细加工技术,分别由日立、富士通和东芝负责协调;第四研究室攻关结晶技术,由工业技术研究院电子综合研究所负责协调;第五研究室负责工艺技术,由三菱负责协调;第六研究室攻关测试、评价及产品技 术,由日本电气负责协调。微细加工技术是计划的重心,从联合研究所的研究成果来看,日本当时开发了三种电子束描绘装置、电子束描绘软件、高分辨率掩膜及检查装置、硅晶圆含氧量及碳量的分析技术等。垂井康夫评估说,计划实施完毕后日本的半导体技术已和IBM并驾齐驱。在计划中,日本企业对于动态随机存储器有了深入的理解,其更高质量、更高性能的动态随机存储器芯片为日本赶超美国提供了机遇。

       从1980年至1986年,日本企业的半导体市场份额由26%上升至45%,而美国企业的半导体市场份额则从61%下滑至43%。 1980年,联合研究所的研究工作已全部结束,而另两个研究所则追加资金(共约1300亿日元)作进一步的技术开发, 以1980年至1982年为第一期,1983至1986年为第二期。 这些系统化的布局为日本的半导体行业腾飞发挥了至关重要的作用。

       从人员来看,计划开展期间的联合研究所研发人员数量为100人左右,计算机综合研究所的研发人员数量为400人左右,日电东芝信息系统则为370人左右。在后续投入阶段,研究人员数量减少,1985年计算机综合研究所研发人员已减至90人左右,而日电东芝信息系统则减至30人左右。尽管联合研究所研发人员相对较少,但事关各企业的未来发展基础,因此各企业都派遣一流人才参与。在此过程中,垂井康夫对各企业都十分了解,点名要求各企业派遣其看中的人才。

       在实施超大规模集成电路计划及后续的资助计划后,1986年日本半导体产品已占世界市场的45%,超越美国成为全球第一半导体生产大 国。 1989年,在存储芯片领域,日本企业的市场份额已达53%,与美国该领域37%的市场份额形成了鲜明对比。 在日本企业的巅峰时期,日本电气、东芝和日立三家企业排名动态存储器领域的全球前三,其市场份额甚至超90%,与之相比,美国德州仪器和镁光科技则苦苦支撑。

6. 如何实现数据存储的管理

:数据存储备份和存储管理源于上世纪70年代的终端/主机计算模式,当时由于数据集中在主机上,因此,易管理的海量存储设备——磁带库是当时必备的设备。80年代以后,由于PC的发展,尤其是90年代应用最广的客户机/服务器模式的普及以及互联网的迅猛发展,使得存储容量、存储模式和存储要求都发生了根本性的变化,一些新兴的存储技术迅速崛起,为构建一个更安全的信息时代提供了更多的选择。
编者按如何确保所有数据能够得到可靠备份,及时进行灾难恢复是存储管理软件的核心任务。此外存储管理软件还存在以下一些基本功能,诸如改进系统和应用I/O性能及存储管理能力,提高数据和应用系统的高可用性,减少由于各种原因中断数据存取或者应用系统宕机的时间,实现技术有分级存储管理(HSM)、ClusterServer(集群服务器)等。
首先是能提供一些可以识别和分析存储访问模式的VolumeManager工具。VolumeManager通过复杂的磁盘配置能均衡I/O负载,在不影响应用的同时能够优化应用数据的布局。它还可将数据条形散放到多个物理盘上以提高性能,同时还具有在不中断应用的情况下,识别和消除性能瓶颈的能力,从而增强系统和应用的性能。另外,VolumeManager在减少系统中断时间、增加数据完整性等方面也有不俗表现。它允许对磁盘进行在线的管理和更改配置,减少对系统产生极大影响的停机时间,同时利用冗余技术提高数据可用性,防止数据被丢失和破坏。
其次还有一个非常重要的可快速恢复的日志式文件系统FileSystem,它能在不间断数据访问的条件下,对文件作在线备份,并在系统重启或崩溃前允许访问数据并恢复文件,从而大大提高用户和管理员的生产效率。FileSystem在系统崩溃前还能将未完成的数据记录在一个事件日志中,利用恢复程序重现,从而保持了数据的完整性。
VolumeManager和FileSystem都工作在操作系统一级,可实现集群与故障恢复、自动管理、备份与HSM以及基于浏览器的远程管理等。两者有机结合后,利用双方特有的对磁盘和数据的管理能力,能给企业的系统提供尽可能高的性能、可用性及可管理性。
在此基础之上便是整个存储管理的核心任务——备份技术。
数据存储备份技术一般包含硬件技术及软件技术等,硬件技术主要是磁带机技术,软件技术主要是通用和专用备份软件技术等。我们主要从软件技术方面加以讨论。备份软件技术在整个数据存储备份过程中具有相当的重要性,因为它不仅关系到是否支持磁带的各种先进功能,而且在很大程度上决定着备份的效率。最好的备份软件不一定就是操作系统所提供的备份功能,很多厂商都提供了许多专业的备份软件。专业备份软件能通过优化数据传输率,即可以自动以较高的传输率进行数据传输。这不仅能缩短备份时间、提高数据存储备份速度,而且对磁带机设备本身也有好处。另外,专业备份软件还支持新磁带机技术,如HP的TapeAlert技术,差不多所有主流专业备份软件均提供支持。
对于存储模式来说比较常见的有DAS、NAS和SAN等。DAS(DirectAttachedStorage-直接连接存储)是指将存储设备通过SCSI接口或光纤通道直接连接到一台计算机上。当服务器在地理上比较分散、很难通过远程连接进行互连时,直接连接存储是比较好的解决方案。直接连接存储也可帮助企业继续保留已有的传输速率并不很高的网络系统。
网络正成为主要的信息处理模式,需要存储的数据大量增加,数据作为取得竞争优势的战略性资产其重要性在增加,是目前发展的趋势。NAS和SAN的出现正响应了这一点。NAS就是网络连接存储,即将存储设备通过标准的网络拓扑结构(例如以太网),连接到一群计算机上。它的重点在于帮助工作组和部门级机构解决迅速增加存储容量的需求。这种方法从两方面改善了数据的可用性。第一,即使相应的应用服务器不再工作了,仍然可以读出数据。第二,简易服务器本身不会崩溃,因为它避免了引起服务器崩溃的首要原因,即应用软件引起的问题。另外,NAS产品是真正即插即用的产品,其设备的物理位置非常灵活。
SAN(存储区域网络)通过光纤通道连接到一群计算机上。在该网络中提供了多主机连接,但并非通过标准的网络拓扑,并且通过同一物理通道支持广泛使用的SCSI和IP协议。它的结构允许任何服务器连接到任何存储阵列,这样不管数据置放在哪里,服务器都可直接存取所需的数据。SAN解决方案是从基本功能剥离出存储功能,所以运行备份操作就无需考虑它们对网络总体性能的影响。这个方案也使得管理及集中控制实现简化,特别是对于全部存储设备都集群在一起的时候。
集群通常用于加强应用软件的可用性与可扩展性。某些集群架构技术会加入单一系统印象的概念,可从单点以单一系统的方式来管理多台计算机。集群服务器可支持多达上百台互相连接的服务器,结合为松散结合的单位来执行作业,保护彼此的应用软件免于故障。由于集群服务器可完全整合应用软件服务架构,因此可建置高效的应用软件执行环境,即使整个系统出现故障,终端计算机都还可以使用几乎所有的应用软件。集群服务器软件包括引擎、编译器、负载计算器、代理、指令与图形化系统管理接口等组件。集群化运算环境的最大优势是卓越的数据处理能力。原则上,任何类型的多重主机架构存储设备,包括直接连接的磁盘,都可以用来当作集群数据存储设备。为求得最大的系统可用性,最适合使用拥有多重主机存取路径的容错或高可用性存储子系统。
分层次的管理方式可以解决存储容量不断增长导致的如何有效扩充容量的问题。在很多情况下,它更多地用于分布式网络环境中。分级,其实就是意味着用不同的介质来实现存储,如RAID系统、光存储设备、磁带等,每种存储设备都有其不同的物理特性和不同的价格。例如,要备份的时候,备份文件一般存储在速度相对比较慢、容量相对比较大、价格相对比较低的存储设备上如磁带,这样做很经济实用。那么如何实现分级呢?从原理上来讲,分级存储是从在线系统上迁移数据的一种方法。文件由HSM系统选择进行迁移,然后被拷贝到HSM介质上。当文件被正确拷贝后,一个和原文件相同名字的标志文件被创建,但它只占用比原文件小得多的磁盘空间。以后,当用户访问这个标志文件时,HSM系统能将原始文件从正确的介质上恢复过来。分级存储可以有不同的实施方式,HSM根据两级或三级体系将动态迁移/回迁的数据分类,从而实现分级存储。
存储应用的深入必然带来对整体解决方案的需求,这不仅包括硬件,还包括相应的软件以及服务。一个软硬件兼容的融合应用环境是大势所趋。比如,存储虚拟化的提出就证明了这一趋势。因为它有利于提高存储利用率、简化管理和降低成本,构建一个融合的存储应用大环境。总之,随着网络技术的发展、计算机能力的不断提高,数据量也在不断膨胀。数据备份与恢复等存储技术方面的问题显得越来越重要,存储管理技术的发展必将引起业界的高度重视。
相关链接:当前主流的存储介质
磁盘阵列、磁带库
磁盘阵列的最大特点是数据存取速度特别快,其主要功能是可提高网络数据的可用性及存储容量,并将数据有选择性地分布在多个磁盘上,从而提高系统的数据吞吐率。另外,磁盘阵列还能够免除单块硬盘故障所带来的灾难后果,通过把多个较小容量的硬盘连在智能控制器上,可增加存储容量。磁盘阵列是一种高效、快速、易用的网络存储备份设备。
广义的磁带库产品包括自动加载磁带机和磁带库。自动加载磁带机和磁带库实际上是将磁带和磁带机有机结合组成的。自动加载磁带机是一个位于单机中的磁带驱动器和自动磁带更换装置,它可以从装有多盘磁带的磁带匣中拾取磁带并放入驱动器中,或执行相反的过程。自动加载磁带机能够支持例行备份过程,自动为每日的备份工作装载新的磁带。一个拥有工作组服务器的小公司或分理处可以使用自动加载磁带机来自动完成备份工作。
磁带库是像自动加载磁带机一样的基于磁带的备份系统,它能够提供同样的基本自动备份和数据恢复功能,但同时具有更先进的技术特点。它的存储容量可达到数百PB(1PB=100万GB),可以实现连续备份、自动搜索磁带,也可以在驱动管理软件控制下实现智能恢复、实时监控和统计,整个数据存储备份过程完全摆脱了人工干涉。磁带库不仅数据存储量大得多,而且在备份效率和人工占用方面拥有无可比拟的优势。在网络系统中,磁带库通过SAN(存储局域网络)系统可形成网络存储系统,为企业存储提供有力保障,很容易完成远程数据访问、数据存储备份,或通过磁带镜像技术实现多磁带库备份,无疑是数据仓库、ERP等大型网络应用的良好存储设备。
光盘塔、光盘库和光盘网络镜像服务器
光盘不仅存储容量巨大,而且成本低、制作简单、体积小,更重要的是其信息可以保存100年至300年。光盘塔由几台或十几台CD-ROM驱动器并联构成,可通过软件来控制某台光驱的读写操作。光盘塔可以同时支持几十个到几百个用户访问信息。光盘库也叫自动换盘机,它利用机械手从机柜中选出一张光盘送到驱动器进行读写。它的库容量极大,机柜中可放几十片甚至上百片光盘。光盘库的特点是:安装简单、使用方便,并支持几乎所有的常见网络操作系统及各种常用通信协议。
光盘网络镜像服务器不仅具有大型光盘库的超大存储容量,而且还具有与硬盘相同的访问速度,其单位存储成本(分摊到每张光盘上的设备成本)大大低于光盘库和光盘塔,因此光盘网络镜像服务器已开始取代光盘库和光盘塔,逐渐成为光盘网络共享设备中的主流产品。

7. 兴芯科技有限公司怎么样

珠海南北极科技成立于珠海高新区,主营业务为新兴存储器(电阻式存储器以及磁阻式存储器)设计、开发及销售的高新企业。
新兴存储器随着人工智能、边缘计算,以及物联网等产业应用的兴起,已经成为国际存储器及晶圆代工厂重点发展的项目之一。也是国家科技产业战略发展的重点项目之一。
公司创始团队,基于多年的产业经验,自主创新研发了一系列领先国际的自主知识产权,致力打造公司成为国际新兴存储器的*,实现中国存储芯片在国际上弯道超车的伟业。
公司除珠海总部以外,在苏州和台湾新竹也设有研发部门。目前公司正处于快速发展的阶段,欢迎有志者加入公司大家庭,共同成长,共同成就。

薪酬及福利待遇
1.提供有竞争力的薪酬。
2.按国家标准购买社会保险、住房公积金、带薪年假,法定节假日放假。
3.每周工时40小时,周休2日。
4.年终奖金,股权分红。

8. 什么是云存储你如何看待云存储

云存储的几十年发展历程,其计算架构模型,也从Scale Up走向Scale Out。但是展望未来数字世界的海量需求,目前流行的模型还能够持续满足吗?本文通过对云存储 历史 的回顾,及对Scale Up和Scale Out两种扩展模型的诠释,来揭开云存储的未来模式。

1. 云存储及其 历史

简而言之,云存储(cloud storage)就是将数字内容安全的存储在服务器上,从而任何连接互联网的设备可以方便的获取。首先让我们简单回顾一下云存储的 历史 。

云存储的早期雏形要回溯到上个世纪的90年代,也就是互联网泡沫时期(dot-com boom),当时有许多家公司,例如EVault, NetMass, Arkeia和CommVault等等[1]均提供在线数据备份服务,当然它们绝大部分也随着互联网泡沫的破碎而烟消云散了。少数幸存下来的有一家叫Veritas NetBackup最后也被Symantec收购,现在依旧提供Symantec NetBackup的在线存储服务。

而真正让大家耳熟能详的云存储是2006年由Amazon提供的AWS S3云存储服务,其最具有革命意义的变革是,提出了即买即用(pay-per-use)的价格模型,使得云存储的使用像水电一样可计算衡量。从此云存储以S3为标准一路绝尘,我们所熟悉的大厂,比如Netflix, Pinterest, Dropbox也是S3的顾客。尾随的Microsoft和Google也于2010年分别发布了类似的Azure Blob Storage和Google Storage的存储服务。

云存储真正发展的十几年中,见证了移动互联网的崛起,大数据的生机勃发,人工智能的再次复兴,并能够展望到未来物联网,无人驾驶及各类机器人自动化的世界。海量数据的产生,存储,分析,预测及应用,快速以正反馈循环方式,推进着人类 社会 向数字世界大步迈进。所以,为了适应数据存储新的需求,各家云存储产品的应用场景及价格模型,已从单一向多元发展,比如AWS S3就有Standard,Intelligent-Tiering, Standard-IA,One Zone-IA,Glacier和Glacier Deep Archive六类存储产品来满足各类使用场景,我会在未来的文章里针对性的细讲一下。而本文重点所探讨的是,目前云存储的基础架构体系是否能够适应未来数据存储的要求和挑战?为了回答这个问题,让我们先简单回顾一下计算机体系架构里的Scale Up和Scale Out扩展模型。

2. Scale Up和Scale Out?

Scale Up又称为垂直扩展(scale vertically)[2],意为在单节点上添加资源,如CPU,内存和存储,在纵向上扩展从而获得更多计算或存储能力;Scale Up初期能够快速达到升级目的,操作起来相对比较简单,但随着计算或存储的要求越来越高,硬件资源的添加可能已经达到极限,不仅单节点的造价非常昂贵,维护成本很高,而且更容易留下单点故障的隐患。传统的RAID(Rendant Array of Inexpensive Disks)存储就是此种模式。

Scale Out又称为水平扩展(scale horizontally)[2],意为在分布式环境下,通过添加节点计算或存储资源,在横向上满足更多的计算存储需求;随着计算和存储单位价格的降低和效率的提升,使用低端的商用(commodity)系统,利用分布式技术可以搭建起“超级计算”中心,以及后来衍生出来的私有或公有云平台解决方案。虽然分布式系统会带来一定程度上的软件复杂度和管理困难,但由软件定义的计算和存储解决方案,能够以较低的价格和较高的鲁棒性,优雅的解决了海量增长的计算存储需求,也是目前云平台的主流技术。但它就一定能够承载未来的更加海量的需求吗?云存储的未来是什么?方向是向左还是向右?

3. 未来向左还是向右?

话说天下大势, 分久必合, 合久必分,事物发展的规律似乎从来就没有什么绝对。当下,云平台内部似乎已完全是Scale Out模式了,但当我们把镜头再拉远一点,从云平台在全球部署的每一个可用区来看,整体上它又是一个Scale Up模型,不是吗?单点投入巨大,耗费能源,使用成本高昂。而相反,随着强大的计算,存储和带宽能力能够进入寻常家庭、工作和生活等边缘节点,资源闲置或者不均衡使用也变得越来越明显。

那么,是否能够将这些边缘节点的计算存储能力结合起来,组成一个真正意义上的Scale Out平台,提供人们日益增长的计算存储需求?

可否将浪费或者不对等的资源重新组合,提供一个更加节能环保的绿色Scale Out平台?

可否摒弃中心化的单点故障和数据安全隐患,真正做到廉价高效,零数据泄露的Scale Out平台?

答案是应该可以而且必须可以!

纵观云存储平台的发展 历史 ,从单节点的Scale Up模式走向可用区内部的Scale Out模式,又从内部的Scale Out模式走向整体上相对的Scale Up模式。而未来数字世界的海量计算和存储需求的满足,一定需要真正意义上的全球Scale Out模型,那就是把边缘节点和半中心化节点高效且系统的组织起来,减少浪费,提高效率,节省成本,去除中心。将天空中几块为数不多的白云,变成漫天遍布的朵朵白云,让人们自由定价、自由选择、自由组合。

挑战虽然巨大,但未来很美好,让我们一起努力迎接云存储的明天!

[1]: History of Online Storage

[2]: Wiki Scalability

文章作者:Bruce Lee(http://PP.IO总架构师)

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云存储服务平台,很精练吧

网络解释:云存储是在云计算(cloud computing)概念上延伸和发展出来的一个新的概念,是一种新兴的网络存储技术,是指通过集群应用、网络技术或分布式文件系统等功能,将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作,共同对外提供数据存储和业务访问功能的系统。

云存储可以简单的理解为将数据保存在一个第三方空间,随时取用和处理。云存储也可以说是一个以数据存储和管理为核心的云计算系统。云存储对用户来讲,不只是一个简单的设备,而是整个云存储系统的一种数据访问服务。


通过集群应用,网络技术等功能把网络中不同类型的存储设备通过应用软件集合起来工作。

云储存就是企业的公用空间(服务器),定期有人维护不用自己操心不怕数据丢失,但是数据都会在企业无保密可言,

就是网上的存储空间,不占自身内存,要用时联网下载

云存储是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统或类似网格计算等功能联合起来协同工作,并通过一定的应用软件或应用接口,对用户提供一定类型的存储服务和访问服务。

云存储的优势

楼主有需要的话可以了解一下企业共享办公系统,可支持手机端、云端、公司服务器存储、为企业独立搭建维护企业网盘,从而实现文件归档存储、文档管理、协同办公等功能。

云存储就是将文件内存存储在云端的一种方式,不占用自己本身电脑或者手机的内存,海量存储轻松搞定,解决了很多的存储难与存储传输难的问题。

使用呆猫云盘的几大好处,企业存储资产更安全:

1、使用呆猫远程桌面时可直接挂载云盘,轻松上传下载文件,支持在线修改文件。

2、项目资源统一集中管理,释放本地存储空间;支持弹性扩容,按需使用,降低本地硬件使用成本;

3、呆猫同一账号内存储互通,资源可异地共享,减少传输成本。

4、呆猫云盘与渲云网盘存储互通,使用渲云提交渲染任务时,内网同步,文件秒传,节省传输时间。

5、支持高并发读取资产文件,可同一账号最多可支持上千台机器同时读取云盘文件,提高工作效率。

6、高性能存储,百万级IOPS,超高算力助力设计行业发展。

7、云盘基于域控的安全策略,免受病毒攻击;提供多副本可靠性机制,即使机器出现故障,也不会引起数据丢失。

把你需要存储的数据放到网上,不占用你自己设备的内存,当你需要使用时从网上下载。这之间会产生数据流量。

云存储其实我们都经历过,2013年-2016年蓬勃发展,而后被玩坏的云盘,就是典型代表,虽然我们控制权益不多,只能上传下载,离线,共享,基本当作网络硬盘和交流工具使用,但却解决了人们的燃眉之急。我们现在部分手机上还有云端保存照片的功能。


实际的云存储并不是这么简单,引用一下网络:

云存储是建立在云计算的基础上,为云计算服务。对于我们似乎太深奥,但又息息相关,我们只需要知道它是好东西就行了。不单单能当作个人网络上的储存空间。

9. ssd固态硬盘盒是什么,和普通ssd固态硬盘有什么区别

固态硬盘(Solid State Disk、Solid State Drive,简称SSD,准确的技术称呼应为固态驱动器)是一种基于永久性存储器,如闪存,或非永久性存储器,同步动态随机存取存储器(SDRAM)的计算机外部存储设备。固态硬盘用来在便携式计算机中代替常规硬盘。虽然在固态硬盘中已经没有可以旋转的盘状结构,但是依照人们的命名习惯,这类存储器仍然被称为“硬盘”。
由于固态硬盘技术与传统硬盘技术不同,所以产生了不少新兴的存储器厂商。厂商只需购买NAND Flash存储器,再配合适当的控制芯片,就可以制造固态硬盘了。新一代的固态硬盘普遍采用SATA-2接口。
固态硬盘大部分被制作成与常规硬盘相同的外形,例如常见的1.8英寸、2.5英寸或3.5英寸规格,并采用了相互兼容的接口;但有些固态硬盘也使用 PCI Express 或是 Express Card 作为接口来突破现有硬盘传输接口的速度,或是在有限空间(如笔记本电脑)中置放固态硬盘。

固态硬盘采用的存储块存储数据,类似U盘的结构原理。普通硬盘采用的是磁盘介质方式。存在机械结构带动磁盘转动来达到工作的。

【固态硬盘优点】
和常规硬盘相比,固态硬盘具有低功耗、无噪音、抗震动、低热量的特点。这些特点不仅使得数据能更加安全地得到保存,而且也延长了靠电池供电的设备的连续运转时间。

10. 推进半导体技术发展的五大趋势

过去几十年,全球半导体行业增长主要受台式机、笔记本电脑和无线通信产品等尖端电子设备的需求,以及基于云计算兴起的推动。这些增长将继续为高性能计算市场领域开发新应用程序。

首先,5G将让数据量呈指数级增长。我们需要越来越多的服务器来处理和存储这些数据。2020年Yole报告,这些服务器核心的高端CPU和GPU的复合年增长率有望达到29%。它们将支持大量的数据中心应用,比如超级计算和高性能计算服务。在云 游戏 和人工智能等新兴应用的推动下,GPU预计将实现更快增长。例如,2020年3月,互联网流量增长了近50%,法兰克福的商业互联网数据交换创下了数据吞吐量超过每秒9.1兆兆位的新世界纪录。

第二个主要驱动因素是移动SoC——智能手机芯片。这个细分市场增长虽然没有那么快, 但这些SoC在尺寸受限的芯片领域对更多功能的需求,将推动进一步技术创新。

除了逻辑、内存和3D互联的传统维度扩展之外,这些新兴应用程序将需要利用跨领域的创新。这需要在器件、块和SoC级别进行新模块、新材料和架构的改变,以实现在系统级别的效益。我们将这些创新归纳为半导体技术的五大发展趋势。

趋势一:摩尔定律还有用,将为半导体技术续命8到10年…

在接下来的8到10年里,CMOS晶体管的密度缩放将大致遵循摩尔定律。这将主要通过EUV模式和引入新器件架构来实现逻辑标准单元缩放。

在7nm技术节点上引入了极紫外(EUV)光刻,可在单个曝光步骤中对一些最关键的芯片结构进行了设计。在5nm技术节点之外(即关键线后端(BEOL)金属节距低于28-30nm时),多模式EUV光刻将不可避免地增加了晶圆成本。最终,我们希望高数值孔径(High-NA) EUV光刻技术能够用于行业1nm节点的最关键层上。这种技术将推动这些层中的一些多图案化回到单图案化,从而提供成本、产量和周期时间的优势。

Imec对随机缺陷的研究对EUV光刻技术的发展具有重要意义。随机打印故障是指随机的、非重复的、孤立的缺陷,如微桥、局部断线、触点丢失或合并。改善随机缺陷可使用低剂量照射,从而提高吞吐量和成本。

为了加速高NA EUV的引入,我们正在安装Attolab,它可以在高NA EUV工具面世之前测试一些关键的高NA EUV材料(如掩膜吸收层和电阻)。目前Attolab已经成功地完成了第一阶段安装,预计在未来几个月将出现高NA EUV曝光。

除了EUV光刻技术的进步之外,如果没有前沿线端(FEOL)设备架构的创新,摩尔定律就无法延续。如今,FinFET是主流晶体管架构,最先进的节点在6T标准单元中有2个鳍。然而,将鳍片长度缩小到5T标准单元会导致鳍片数量减少,标准单元中每个设备只有一个鳍片,导致设备的单位面积性能急剧下降。这里,垂直堆叠纳米薄片晶体管被认为是下一代设备,可以更有效地利用设备占用空间。另一个关键的除垢助推器是埋地动力轨(BPR)。埋在芯片的FEOL而不是BEOL,这些BPR将释放互连资源路由。

将纳米片缩放到2nm一代将受到n-to-p空间约束的限制。Imec设想将Forksheet作为下一代设备。通过用电介质墙定义n- p空间,轨道高度可以进一步缩放。与传统的HVH设计相反,另一个有助于提高路由效率的标准单元架构发展是针对金属线路的垂直-水平-垂直(VHV)设计。最终通过互补场效应晶体管(CFET)将标准cell缩小到4T,之后充分利用cell层面上的第三维度,互补场效应晶体管通过将n-场效应晶体管与p-场效应晶体管折叠。

趋势2: 在固定功率下,逻辑性能的提高会慢下来

有了上述的创新,我们期望晶体管密度能遵循摩尔所规划的路径。但是在固定电源下,节点到节点的性能改进——被称Dennard缩放比例定律,Dennard缩放比例定律(Dennard scaling)表明,随着晶体管变得越来越小,它们的功率密度保持不变,因此功率的使用与面积成比例;电压和电流的规模与长度成比例。

世界各地的研究人员都在寻找方法来弥补这种减速,并进一步提高芯片性能。上述埋地电力轨道预计将提供一个性能提高在系统水平由于改进的电力分配。此外,imec还着眼于在纳米片和叉片装置中加入应力,以及提高中线的接触电阻(MOL)。

二维材料如二硫化钨(WS2)在通道中有望提高性能,因为它们比Si或SiGe具有更强的栅长伸缩能力。其中基于2d的设备架构包括多个堆叠的薄片非常有前景,每个薄片被一个栅极堆叠包围并从侧面接触。模拟表明,这些器件在1nm节点或更大节点上比纳米片的性能更好。为了进一步改善这些器件的驱动电流,我们着重改善通道生长质量,在这些新材料中加入掺杂剂和提高接触电阻。我们试图通过将物理特性(如生长质量)与电气特性相关联来加快这些设备的学习周期。

除了FEOL, 走线拥挤和BEOL RC延迟,这些已经成为性能改善的重要瓶颈。为了提高通径电阻,我们正在研究使用Ru或Mo的混合金属化。我们预计半镶嵌(semi-damascene)金属化模块可同时改善紧密距金属层的电阻和电容。半镶嵌(semi-damascene) 可通过直接模式和使用气隙作为介电在线路之间(控制电容增加)

允许我们增加宽高比的金属线(以降低电阻)。同时,我们筛选了各种替代导体,如二元合金,它作为‘good old’ Cu的替代品,以进一步降低线路电阻。

趋势3:3D技术使更多的异构集成成为可能

在工业领域,通过利用2.5D或3D连接的异构集成来构建系统。这些有助于解决内存问题,可在受形状因素限制的系统中添加功能,或提高大型芯片系统的产量。随着逻辑PPAC(性能-区域-成本)的放缓,SoC 的智能功能分区可以提供另一个缩放旋钮。一个典型的例子是高带宽内存栈(HBM),它由堆叠的DRAM芯片组成,这些芯片通过短的interposer链路直接连接到处理器芯片,例如GPU或CPU。最典型的案例是Intel Lakefield CPU上的模对模堆叠, AMD 7nm Epyc CPU。在未来,我们希望看到更多这样的异构SOC,它是提高芯片性能的最佳桥梁。

在imec,我们通过利用我们在不同领域(如逻辑、内存、3D…)所进行的创新,在SoC级别带来了一些好处。为了将技术与系统级别性能联系起来,我们建立了一个名为S-EAT的框架(用于实现高级技术的系统基准测试)。这个框架可评估特定技术对系统级性能的影响。例如:我们能从缓存层次结构较低级别的片上内存的3D分区中获益吗?如果SRAM被磁存储器(MRAM)取代,在系统级会发生什么?

为了能够在缓存层次结构的这些更深层次上进行分区,我们需要一种高密度的晶片到晶片的堆叠技术。我们已经开发了700nm间距的晶圆-晶圆混合键合,相信在不久的将来,键合技术的进步将使500nm间距的键合成为可能。

通过3D集成技术实现异质集成。我们已经开发了一种基于sn的微突起互连方法,互连间距降低到7µm。这种高密度连接充分利用了透硅通孔技术的潜力,使>16x更高的三维互联密度在模具之间或模具与硅插接器之间成为可能。这样就大大降低了对HBM I/O接口的SoC区域需求(从6 mm2降至1 mm2),并可能将HBM内存栈的互连长度缩短至多1 mm。使用混合铜键合也可以将模具直接与硅结合。我们正在开发3µm间距的模具到晶圆的混合键合,它具有高公差和放置精度。

由于SoC变得越来越异质化,一个芯片上的不同功能(逻辑、内存、I/O接口、模拟…)不需要来自单一的CMOS技术。对不同的子系统采用不同的工艺技术来优化设计成本和产量可能更有利。这种演变也可以满足更多芯片的多样化和定制化需求。

趋势4:NAND和DRAM被推到极限;非易失性存储器正在兴起

内存芯片市场预测显示,2020年内存将与2019年持平——这一变化可能部分与COVID-19减缓有关。2021年后,这个市场有望再次开始增长。新兴非易失性存储器市场预计将以>50%的复合年增长率增长,主要受嵌入式磁随机存取存储器(MRAM)和独立相变存储器(PCM)的需求推动。

NAND存储将继续递增,在未来几年内可能不会出现颠覆性架构变化。当今最先进的NAND产品具有128层存储能力。由于晶片之间的结合,可能会产生更多的层,从而使3D扩展继续下去。Imec通过开发像钌这样的低电阻字线金属,研究备用存储介质堆,提高通道电流,并确定控制压力的方法来实现这一路线图。我们还专注于用更先进的FinFET器件取代NAND外围的平面逻辑晶体管。我们正在 探索 3D FeFET与新型纤锌矿材料,作为3D NAND替代高端存储应用。作为传统3D NAND的替代品,我们正在评估新型存储器的可行性。

对于DRAM,单元缩放速度减慢,EUV光刻可能需要改进图案。三星最近宣布EUV DRAM产品将用于10nm (1a)级。除了 探索 EUV光刻用于关键DRAM结构的模式,imec还为真正的3D DRAM解决方案提供了构建模块。

在嵌入式内存领域,我通过大量的努力来理解并最终拆除所谓的内存墙,CPU从DRAM或基于SRAM的缓存中访问数据的速度有多快?如何确保多个CPU核心访问共享缓存时的缓存一致性?限制速度的瓶颈是什么? 我们正在研究各种各样的磁随机存取存储器(MRAM),包括自旋转移转矩(STT)-MRAM,自旋轨道转矩(SOT)-MRAM和电压控制磁各向异性(VCMA)-MRAM),以潜在地取代一些传统的基于SRAM的L1、L2和L3缓存(图4)。每一种MRAM存储器都有其自身的优点和挑战,并可能通过提高速度、功耗和/或内存密度来帮助我们克服内存瓶颈。为了进一步提高密度,我们还在积极研究可与磁隧道结相结合的选择器,这些是MRAM的核心。

趋势5:边缘人工智能芯片行业崛起

边缘 AI预计在未来五年内将实现100%的增长。与基于云的人工智能不同,推理功能是嵌入在位于网络边缘的物联网端点(如手机和智能扬声器)上的。物联网设备与一个相对靠近边缘服务器进行无线通信。该服务器决定将哪些数据发送到云服务器(通常是时间敏感性较低的任务所需的数据,如重新培训),以及在边缘服务器上处理哪些数据。

与基于云的AI(数据需要从端点到云服务器来回移动)相比,边缘 AI更容易解决隐私问题。它还提供了响应速度和减少云服务器工作负载的优点。想象一下,一辆需要基于人工智能做出决定的自动 汽车 。由于需要非常迅速地做出决策,系统不能等待数据传输到服务器并返回。考虑到通常由电池供电的物联网设备施加的功率限制,这些物联网设备中的推理引擎也需要非常节能。

今天,商业上可用的边缘 AI芯片,加上快速GPU或ASIC,可达到1-100 Tops/W运算效率。对于物联网的实现,将需要更高的效率。Imec的目标是证明推理效率在10.000个Tops /W。

通过研究模拟内存计算架构,我们正在开发一种不同的方法。这种方法打破了传统的冯·诺伊曼计算模式,基于从内存发送数据到CPU(或GPU)进行计算。使用模拟内存计算,节省了来回移动数据的大量能量。2019年,我们演示了基于SRAM的模拟内存计算单元(内置22nm FD-SOI技术),实现了1000Tops/W的效率。为了进一步提高到10.000Tops/W,我们正在研究非易失性存储器,如SOT-MRAM, FeFET和基于IGZO(铟镓锌氧化物)的存储器。