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凭什么一统存储界？

2013-01-16郭景希《微型计算机》2013年1月上

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Tips：赛道惊人的密度潜力

在IBM展示的工程样品中，赛道的直径能做到15～40nm之间，约为人头发直径的1/2000（头发直径约为0.07mm）。使用当前的半导体工艺能够轻松制造出32nm以下直径的赛道磁线，即使传统的水平封装方式，其存储密度也已经能够媲美常见的NAND FLASH（SSD），甚至略高一些。此外，和H DD磁盘的水平结构不同，固态化的赛道可以改变放置角度，甚至垂直水平面树立起来。而树立起来的赛道可以很容易地实现立体堆叠（如图5），从而在有限的体积内极大地提高存储密度，增大单位容量。相比水平赛道，垂直赛道的密度能成倍增长，可以达到SSD的100倍甚至更多。而且“每单元比特数”/“单元占用面积”的绝对优势，让赛道技术能更多地从工艺升级中获益。也就是说工艺越先进，赛道技术相比SSD和HDD的密度优势就越大。

表1：赛道技术和其他存储技术存储密度对比

密度	SRAM	DRAM	NOR FLASH	NAND FLASH	HDD	水平赛道	垂直赛道
每个有效单元占用面积（F2）	120	6~12	9.5	4.5	N/A	4~8	1~1/4
每单元比特数	1	1	2	2	N/A	＞1	≤128

表2：赛道技术和其他存储技术性能对比

性能	SRAM	DRAM	NOR FLASH	NAND FLASH	HDD	水平赛道	垂直赛道
随机读取时间(ns)	2～100	6～40	70	104	＞2×106	9.5	9.5
随机写入时间(ns)	2～100	6～40	2.5×104	105	＞2×106	9.5	9.5
擦除所需时间(ms)	N/A	N/A	100	2	N/A	N/A	N/A
单个节点读取速度(Mb/s)	500	800	≤80	≤30	1000	400～670	400～670

表3：赛道技术和其他存储技术功耗及可靠性对比

可靠性&功耗	SRAM	DRAM	NOR FLASH	NAND FLASH	HDD	水平赛道	垂直赛道
每Bit写入用功耗（pJ）	2	2	160	65	N/A	2	2
读取次数	∞	∞	∞	∞	N/A	∞	∞
写入次数	∞	∞	105	105	N/A	∞	∞
数据保留时间	断电即丢失	约4ms	10年	10年	N/A	10年	10年