一文看懂3D Xpoint！ 它估将在未来引爆内存市场革命

　　3D Xpoint 的出现，有没有能力替代 DRAM，并成为 NAND Flash 的终结者，暂时还未有答案，但无庸置疑，它将为半导体带来重大变革和突破。

　　由于标准型内存 DRAM、NAND Flash 等微缩制程已逼近极限，目前全球半导体巨擘皆正大举发展次世代内存：「磁电阻式随机存取内存 (MRAM)」，与含 3D XPoint 技术的「相变化内存 (PRAM)」及「电阻式动态随机存取内存 (RRAM)」。

　　而美厂半导体巨头英特尔 (Intel)(INTC-US)，更早已与美光科技 (Micron Technology)(MU-US) 合作，针对含有 3D XPoint 技术的「相变化内存 (PRAM)」高速发展。

　　当英特尔和美光于 2015 年向市场推荐 3D Xpoint 时，旋即引起市场骚动，市场目光立时聚焦在这个新型半导体之上。

　　因为这项新型内存无论在读写能力和寿命上，都比 NAND Flash 强上 1000 倍! 而且价格竟然只有 DRAM 的一半，但比 NAND Flash 贵，并为数据中心带来重要的影响。

　　为什么 3D Xpoint 那么吸引人? 无疑是因为它在 PCIe/NVMe 接口连接的时候，拥有比 NAND Flash 高 10 倍的性能，且使用时间会长 1000 倍、速度也将提升 1000 倍。 这也就意味着持续读写次循环超过 100 万次，也就意味着，这个存储一旦装上，在不坏的情况下能永久使用。

　　如下图所示，含有 3D Xpoint 技术之内存，更拥有较低的延迟率，与 NAND Flash 相比，这个数据处理速度是 NAND Flash 的 1000 倍，明显可以看出，在高速读取的应用中，3D Xpoint 的读写速度确实十分强悍。

　　读写的速度优势，使得 3D Xpoint 能够降低数据中心存储体系的落差 (包括处理器上的 SRAM，DRAM，NAND FLAHS，HHD、磁带或光盘)，而且还能够弥补易失性的 DRAM 和非易失性 NAND Flash SSD 之间的差距。

　　3D Xpoint 的出现，甚至更让市场看到了大数据数据中心的未来。

　　Intel NVM 方案部门主管 James Myers 表示，他们的 3D Xpoint 产品 Optane 能够用来执行有限的数据集或者实时存储和升级数据。

　　相反地，传统的 NAND Flash 只能批次地处理存储数据，利用列式数据库系统分析。 这就需要非常多的读写操作。

　　Intel 的首个 3D Xpoint SSD P4800x 每秒能够执行 550000 次的读写操作 (IOPS)，与之对比，Intel 最顶尖的 NAND Flash SSD 的 IOPS 只能达到 400000。

　　和 DRAM 一样，3D Xpoint 可以按字节寻址，这就意味着每一个存储单元有一个不同的位置，这不像分区的 NAND，在应用在为数据搜索的时候，不允许「超车」。

　　Gartner 内存研究部门主管 Joseph Unsworth 表示，严格的讲，3D Xpoint 既不是 Flash，也不是 DRAM，它是一个介乎这两者之间的技术，而生态系统的支持对于这项技术的拓展极为重要。 目前还没看到任何一个飞翼式的 DIMM 被装配，因此这会是一个很大的挖掘空间。

　　在价格方面，根据 Gartner 的数据显示，现在 DRAM 的售价基本是每 gigabyte 5 美元，而 NAND 的价格则是每 gigabyte 0.25 美分。 3D Xpoint 的大批量采购价格则会在每 gigabyte 2.4 美元这个区间。

　　故按此来看，到 2021 年，3D Xpoint 的售价也会比 NAND Flash 贵许多，但绝对比 DRAM 价格便宜。

　　3D Xpoint 将挑战 DRAM 市场?

　　Intel 和美光双方目前都认为，3D Xpoint 与 NAND 是能够互补的，但是市场分析师则认为，3D Xpoint 技术可能将在未来对 DRAM 市场造成挑战。

　　市场分析师表示，3D Xpoint 的出现主要是弥补 NAND 和 DRAM 的差距，但随着新 3D Xpoint 的普及，SSD 的经济规模会增长，故分析师们认为它会挑战现存的存储技术，不是指 NAND，而是 DRAM。

　　Gartner 预测，到 2018 年，3D Xpoint 会在数据中心中占领上风。 届时它会吸引很多关键客户的目光。 这不仅仅限于服务器、存储，超算中心或者云计算，软件客户也是他们的潜在关注者。

　　Unsworth 认为，3D Xpoint 是一个革命性的技术，但这个最终被广泛采纳需要一段时间，数据中心生态链需要一点时间去接纳这个新存储技术，芯片组和第三方应用的支持也需要时间去兼容。

　　而全球最大半导体代工厂台积电 (2330-TW) 亦曾在 4 月 13 日对外说明，台积电目前已具备「量产」次世代内存中，磁电阻式随机存取内存 (MRAM) 及电阻式动态随机存取内存 (RRAM) 等新型内存之技术。

　　而据韩国半导体业内人士透露，台、美、韩半导体巨擘在次世代内存市场内的强力竞争，这很可能将全面改变半导体市场的发展前景，并成为未来半导体代工的主要业务之一。