中國芯片製造商推類傲騰存儲級內存,國產技術新突破

官方消息稱,像英特爾傲騰(Intel Optane)這樣的主流存儲級內存(SCM)的研發在英特爾(Intel)和美光(Micron)等大公司已被暫停,但看起來中國的紐存(Numemory)(也被稱爲新存科技)已悄然推出一種類似傲騰的新內存。該公司首批存儲級內存設備融合了動態隨機存取存儲器(DRAM)的性能和NAND閃存的非易失性能力。但似乎價格很高。

至於總體性能,《南華早報》去年秋天援引該公司的話稱,紐存(Numemory)的NM101芯片可用於固態硬盤(SSD),這種固態硬盤能在一秒內加載10GB的高清視頻。這與採用PCIe 5.0 x4接口的現代主流性能固態硬盤的能力相同。然而,沒有提到這種新內存的數據保留率或者在寫入次數方面可能存在的耐久性限制。

由於紐存(Numemory)的NM101似乎使用帶有標準1.2伏輸入/輸出(這是低功耗M.2固態硬盤內部電壓的典型值)的行業標準NAND接口,所以如果有支持這種內存的控制器(和固件),就可以將這些設備用於固態硬盤,也有可能製造出與現有個人電腦即插即用兼容的固態硬盤。

然而,如今對於固態硬盤(SSD)來說,64Gb(8GB)和128Gb(16GB)的存儲設備在經濟上並不完全可行。構建一個1TB的固態硬盤需要128/64個集成電路(IC)。對於企業級的U.2、直尺型或擴展卡式固態硬盤來說,這可能不是問題,因爲它們可以容納大量的NAND封裝。但是M.2 - 2280模塊在一側最多隻能容納四個存儲封裝,另一側也最多容納四個,所以基於紐美瑞公司的NM101和NM102構建1TB的M.2 - 2280硬盤可能是不可能的。不過,鑑於紐美瑞公司能如此迅速地將其設備容量翻倍,該公司確實能夠成爲高性能固態硬盤的有力競爭者。

此外,如果中國的一些客戶想要將存儲級內存(SCM)用於一些對性能和相對大容量有需求、且不一定需要M.2 - 2280外形規格的應用,他們當然可以這麼做,不像其他地方的同行,畢竟英特爾的傲騰(3D XPoint)已經停產。話說回來,英特爾的第二代傲騰內存也有兩層,每個設備提供128Gb容量,所以使用這種內存構建真正的大容量存儲設備也很困難。然而,英特爾售出了海量的傲騰品牌產品。

新村科技(Xincun Technology)的第一代Numemory設備於去年9月推出。NM101是一款容量爲64Gb(8GB)的單級單元(SLC)3D堆疊存儲集成電路,具有行業標準的3200 MT/s NAND接口。存儲陣列的工作電壓爲5.3/4.5伏(這表明製造該集成電路採用的是成熟的工藝技術),而輸入/輸出(I/O)電壓爲1.2伏,符合行業標準。

由於64Gb(8GB)的容量對於各類大容量存儲設備來說遠遠不夠,該公司在今年年初迅速推出了第二代產品。NM102存儲芯片的容量爲128Gb(16GB),但仍保留了SLC架構並具有1.2V的I/O電壓。Numemory沒有公佈其NM102的工作電壓,所以我們只能進行猜測。128Gb是英特爾第二代傲騰(3D XPoint)存儲設備的容量。

新存(Xincun)沒有進一步披露其設備的規格,只是簡要提到了“超快速微秒級響應時間”,說得委婉一點,這對延遲(latency)的描述非常模糊。爲了讓這個數字更直觀一些,英特爾的傲騰(Optane)承諾讀取延遲爲10 - 15微秒,寫入延遲超過200微秒,而現代3D TLC NAND的讀取延遲可達80微秒,寫入延遲約爲數百微秒。相比之下,DDR5 SDRAM的延遲爲10到20納秒,具體取決於確切的內存子系統。

與絕大多數存儲級內存(SCM)生產商不同,新存(Xincun)沒有透露其設備的底層架構(阻變存儲器、相變存儲器、磁阻式隨機存取存儲器(MRAM)、鐵電式隨機存取存儲器(FeRAM)),所以我們不知道這種存儲級內存與動態隨機存取存儲器(DRAM)有多接近,與單層單元(SLC)3D NAND又相差多遠。然而,製造商稱其內存是“一種有望用於大規模量產的下一代非易失性存儲技術”。提及量產方面,也不清楚新存是擁有自己的生產能力,還是將製造外包給了代工廠。由於該公司有220名員工,其中80%是研發人員,我們懷疑該公司沒有自己的晶圓廠。

新存科技於2022年7月在武漢成立,旨在開發存儲級內存,當時,在中國已開發的商用內存技術組合中還沒有這種存儲級內存,中國正在努力在關鍵芯片供應方面實現自給自足。新存芯片的生產可被視爲中國在不斷努力全面增強半導體能力、特別是開發獨特技術進程中的一項顯著成就。