超级内存NVDIMM：下一代数据中心存储关键技术

1.背景介绍

连接到互联网的设备数量不断增长，到2015年，将达到150亿之多。而数据中心的压力也随之增加，唯有采用新的技术才能进一步提升其效率和性能。

相比于HDD传统硬盘，固态硬盘大大增加了I/O口的性能和效率。但SSD的基本硬件架构和软件特征都和HDD基本一致，如IO总线接口、文件系统方案等。所以基于Flash 的SSD并不能在数据中心中发挥最大效能。由于低成本需求的驱动，NAND Flash供应商和SSD牺牲了产品的耐久力，用可靠性来换取成本的优势，而工艺尺寸缩小则必须设计更好的损耗平衡和错误纠正算法。

NVDIMM作为一种新的器件类型，可以集成到标准的Intel x86服务器中，用来作为存储层次中的写cache。NVDIMM基于DRAM，写次数无限，极大的增强了系统的性能。使用NVDIMM允许Flash SSDs主要用于读数据，这就极大地延长了SSDs的寿命。如果数据中心集成了SSDs和NVDIMM，就会获得非常好的ROI性能。

2.云动超级内存NVDIMM简介

无锡云动科技致力于NVDIMM的开发，取得了显著的成果，拥有相关专利，在国内首次推出了NVDIMM相关产品。

2.1超级内存：革命性非易失存储技术

云动超级内存是一种集成了DRAM，闪存以及超级电容的新一代存储器，可作为非易失系统主存或者高速内存盘使用。超级内存不但继承了DRAM技术带宽高，成本低，寿命长等特性，而且可以在系统完全掉电时保存完整数据。相比其他非易失性内存技术，超级内存以其成熟的大规模生产工艺和应用产业链，必将率先实现商业化，替代传统易失性内存，在高性能计算，大数据处理以及存储局域网等关键性领域发挥作用。超级内存与传统技术性能对比如表1所示。

	超级内存	PCM	STT-RAM	RRAM	NAND FLASH
单元面积（F2）	6~12	4~16	20~60	14	1~4
写延迟（ns）	10	50~500	10~90	10	105
读延迟（ns）	10	10~50	10~35	10	105
每bit功耗	2*10-5	2/25	0.1/2.5	0.1/3	102
读写次数	>1016	109	1015	1012	103~105

表1.超级内存与传统技术性能对比

2.2简单·高效·可靠

超级内存采用JEDEC DDR标准DIMM接口或高速PCIe接口与计算机直接相连，即插即用。在正常模式下，超级内存以与其他DRAM内存规格一致的方式运行，并且拥有相似的带宽。当系统掉电时，依靠超级电容组提供的动力源，数据会被完整保存至非易失性闪存芯片。供电恢复后，能够安全地恢复掉电前的所有数据。

超级内存采用可靠性更高的超级电容技术取代了电池作为备份动力源。相比传统的电池方案，超级电容功率密度高，充放电时间短，循环寿命长，工作温度范围宽。特别地，超级电容是一种理想的绿色能源，低成本，无污染。

超级内存采用多通道NAND Flash并行数据传输，显著提高了整体传输带宽，从而缩短了数据备份过程中超级电容的有效工作时间。另外，Flash控制器集成了具有云动自主知识产权的坏块重定向，BIST内部自检，块页队列传输校验等技术，从而进一步确保了数据存储的准确与安全。

2.3云动超级内存系列产品

针对多样化的应用需求，云动科技推出了三种不同规格的超级内存系列产品：NVDIMM, NVSMM以及DIMM NVRAMDISK。

NVDIMM：采用JEDEC标准240-pin DDR2/DDR3 DIMM规格，可取代现有易失性DIMM规格DRAM内存，直接作为系统非易失性主存使用。

NVSMM：采用高速PCIE总线与CPU直接相连，支持随机寻址，可作为系统扩展非易失性主存或者超高速强实时固态存储硬盘使用，可应用于军事，医疗，工业控制等关键性领域。

DIMM NVRAMDISK：采用DIMM规格的超高速随机寻址硬盘，可提供近似于DRAM的带宽，又兼具普通固态硬盘的容量。

3.相关链接

[1]. http://v.youku.com/v_show/id_XNjgyODA0Mzgw.html 云动科技全系统保护演示视频

[2]. http://www.windawn.com/proc_ny.aspx?CaseID=66  for contact info nvm@windawn.com

[3].http://www.cnblogs.com/presida/p/3656330.html

[4].http://www.cnblogs.com/presida/p/3552935.html

[5]. http://blog.csdn.net/jt0628403005/article/details/19240681

[6].http://blog.csdn.net/jt0628403005/article/details/19478773