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学界高峰对话:存储新技术与发展趋势

      6月30日,主题为“关键之年,让闪存绽放”2016(第三届)中国闪存峰会在北京亮马河饭店隆重召开,本届峰会由中国计算机学会信息存储技术专业委员会、中国教育部信息存储系统重点实验室和DOIT、存储在线共同举办,汇集来自产业界的众多嘉宾,围绕闪存技术本身将如何演变与发展,以及闪存竞争的其它存储芯片技术,存储系统将会怎样发展等热点问题进行了精彩的分享。
      上午主会场的最后环节由中国计算机学会存储专委会的四名专家进行了主题为“存储新技术与发展趋势”的学术派高峰对话。中国计算机学会信息存储专委会主任委员、华中科技大学冯丹教授主持,清华大学舒继武教授、华中科技大学缪向水教授、国防科学技术大学方粮研究员就存储系统、闪存技术、相变存储技术、忆阻器技术等话题的发展趋势展开讨论。
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(左起)图为对话环节主持人冯丹、嘉宾方粮、缪向水和舒继武

      问:几位教授讲的都是硬件的器件,可靠性和效率等等。有没有考虑软件方面的研究,我们现在有点像PCM,软件上怎么改进?软件怎么更加有效地使用PCM。工业界可能有一些研究,但是相对更加前沿的东西能不能分享一下。

舒继武:这方面比较多,特别是PCM也是很火的。因为在这样的场合下展开讲没有办法讲,但是我可以这么讲你可以看相关的文献。它会涉及到很多的方面,我把PCM可以用起来,让DRAM参与进来。大部分的都是混合,你的操作系统和文件系统怎么修改,也有这方面的研究。怎么管理,在这方面也是有的。从结构和管理,包括怎么把它两者之间调动,对应的操作系统修改,我们有一系列的研究应该还是比较多的。我个人认为PCM可以用起来,从技术上和理论上已经没有太大的障碍,现在为什么还没有真正的用起来,有可能是成本的因素。

冯丹:软件层面说,现在目前学界包括企业,大家都是从两个层面在研究。控制器内部怎么PCM特点,怎么弥补读写不对称,让主机来更好地用它。包括并行和可靠性等等,这些其实都是通过软件结合来做一些研究,可以让它可用,包括垃圾回收,这是在控制器内部的。在主机的层面,真正用好的话PCM采用什么样的方式,flash这样的更快的SSD应用,还有就是直接代替内存。代替内存目前还说可能经过一段时间,因为容量和速度相比DRAM和SRAM相比差很多,DRAM加上PCRAM怎么代替内存,主机也是需要重构的。比如说内存管理,这是相对DRAM的,还有文件系统也是相对SSD的也要重构。这方面的研究大学和研究所,最近几年好的会议上都有好的文章。

李卫忠:今天上午产业界的人提到了中国有弯道超车的机会,产学研的角度听听你们的看法。

方粮:磁盘技术历史悠久,也非常成熟,专利和知识产权被IBM控制,一些新型的技术,相变存储,还有关键专利绕不开的专利,可能还没有被每家完全控制,这些新出现的问题是我们赶超的很好机会。非常高兴地看到国家注意到了这点,很多的项目立项投资做研究新技术,这是可喜的。

缪向水:武汉新芯做3D  Nand的项目我参与,为什么写3D  Nand,怎么考虑的?现在国家做一个大的存储基地,主攻方向在哪儿讨论了很久。我们如果做Nand  flash,现在的专利也好技术和价格都是没有机会的,是不是可以直接到PCRAM呢,现在也没有方向。但是对PCRAM来讲,现在的三星、因特尔和美光说是有样品的,但是在国内来讲还是中科院和华中科学有研究。尽快上这个项目又不能等,上了这个项目然后又能够在不至于落后太远,又可以尽快上线,最后考虑3D  Nand的技术,这是基于现在的Nand技术,但是有很多的突破。从我们考虑调研的结果来说,三星是有产品在卖的,其它的公司也还是在铺样片的时候,落后不是太远。落后一年半两年的时间,这个时间对中国来讲是很好的窗口。武汉新芯说做一个不至于落后,但是又麻烦可以产业化的东西,可以选择的余地不是太大。现在2DNand到3D  Nand的展望期可以插进去,这是很好的机遇,我们一直在做这样的事情。包括中科院微电所,包括华中科技大学在做,现在3D  Nand做的16层。国家存储基地现在已经奠基启动,2018年有国产3D  Nand芯片可以供大家使用,规模很大。目标是想国际上可以到老二和老三,可以满足国内市场需求,我们期待这一天的到来。

冯丹:大家从器件层面讲了机会,处在变革器,3D  flash的出现,还有新的器件出现,RAM和DRAM等等。我们国家部署相应的项目,这部分的关键技术不落后于国际上,这是器件层面的。在卡和软件的层面,既然是在转型期的话,机会是给大家均等的,在做控制器方面的话,我觉得我们因为前面有CPU和芯片的技术投入,让我们对控制器芯片的掌握,还有软件也是我们的优势。在这个地方都是一个机会。

问:四位专家讲的东西在半导体材料领域多了一些,其实我们的闪存技术里面有两块很重要的东西,一块是材料Nand的发展,还有就是控制器芯片技术。因为芯片技术有很多种,可能可以放在这个盘上,也有可能放在主机上。关于芯片技术的发展,我想问一下四位专家有没有以后的展望,你们看到未来的发展方向是什么。

冯丹:华为做资料已经有芯片,对于新的器件和新办法,FTL可以都放在底层,还有一部分放在主机。在这样的情况下,对芯片的难度来说,应该说是稍微降低了一点,这样可以出来更多的各具特色不同的控制器芯片。

方粮:目前用的闪存控制器基本上商品化是国外的产品,但是我知道国内有一些公司和研究机构也在做。随着CPU技术的成熟,国防科大和华为用的RAM的授权,基于RAM系统开发了多核的CPU,在此基础上下一步可以完全地开发出功能更强,或者说适合我们应用的控制芯片,RAM内核作为基础,再加上外围的接口和固化的算法,有可能若干年以后做出性能更好,有更多特性的控制芯片。

冯丹:今天的讨论到此结束。

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