存储新革命3D XPoint初解析

3D XPoint的特点——定位、寿命、价格

在了解3D XPoint的有关技术本质之后，我们来看看3D XPoint到底能给我们的生活和应用带来怎样的变化。

定位：并非你死我活

我们首先来看基于3D XPoint产品的定位。英特尔给出的说法是，3D XPoint并不是用于彻底替代DRAM和NAND的技术，它的定位是计算机存储中的一个新的层级，可以在不同的应用领域增强目前的存储结构体系。

为什么这么说？从英特尔给出的延迟数据来看，3D XPoint产品的读取延迟大约在10纳秒级别（写入延迟要更长一些），和DRAM低可达几纳秒还存在一点点差距，但远远好于NAND的微秒级别；在寿命方面，3D XPoint的寿命约为百万级读写次数，相比NAND中MLC的数千次读写提升了几个数量级（当然，单从寿命来看，还是和DRAM没法比）；带宽方面倒不是问题，多通道技术的应用使得3D XPoint在带宽上并不存在什么劣势。

在英特尔的官方宣传中，3D XPoint拥有NAND类似的容量和DRAM类似的性能。包括比NAND速度快（这里的速度应该是指延迟低）1000倍以上，寿命是NAND的1000倍以上，数据密度则达到了DRAM的十倍以上。

英特尔认为，这样的性能可以让用户根据不同的需求来选择新的存储系统组合，比如可以选择组成DRAM+3D XPoint+NAND三级存储系统，或者是3D XPoint接管DRAM+NAND，亦或者组成DRAM+3D XPoint的方案，甚至也可以是3D XPoint+NAND的系统，不同方案的成本、侧重点和性能都有所不同，结局是开放性的，并没有气势汹汹地取代谁，而是根据市场选择来搭配合适的方案。

3D XPoint的性能表现非常出色。

NAND和3D XPoint并不是你死我活的竞争关系。

3D XPoint在系统中的地位。

寿命：其实也不是重点

有关寿命问题，实际上是在NAND的应用中被讨论多的，因为TLC的NAND芯片在千次级别的完全读写就有可能耗尽一个单元的所有寿命。千次听起来非常短，但目前我们看到大量的数据中心和企业用户都布置了NAND存储设备，这证明在各种平均摩擦（利用算法检测、控制所有NAND单元，尽可能使所有的NAND读写次数相当）和数据缓冲（临时数据不需要重复读写，转而使用寿命更长的DRAM或者SLC等芯片缓存替代）算法的帮助下，NAND的寿命问题得到了比较好的解决。在我们之前的测试中，TLC芯片的SSD，在压力测试下同样未出问题。

相比NAND，3D XPoint的寿命问题其实更不是问题。根据英特尔数据，3D XPoint如果拥有200万次的读写寿命，在平衡算法下，一个512GB的3D XPoint设备理论上需要完全读写1024PB才会死亡，相当于在五年内每天写入574TB数据。如此庞大的写入量对任何一个数据中心来说都不算低，除了那些必须使用DRAM维持超高负载的特殊场合，3D XPoint完全可以胜任目前几乎所有的热/温存储中心应用。至于冷存储，从成本的角度看一直就不适合新的高速存储设备。

价格：不会太便宜

说起3D XPoint的价格，需要考虑两个方面的内容：一是成本，二是市场定位。

先来看成本。根据英特尔和美光展示出来的资料，3D XPoint的单个晶元可以切割396个3D XPoint晶粒，每个晶粒面积大约为210平方毫米（每个晶粒容量为128Gb）。相比之下，20nm 128Gb的MLC NAND晶粒的面积约为202平方毫米。总的来看，除开研发和生产中其他成本，仅从晶元的角度来看，3D XPoint的成本应该和NAND相差不多—当然良率又是另外一说了。

接下来看市场定位。一般来说，一个产品的市场定位是由其在市场中所处的性能位置所决定的。目前3D XPoint的性能定位在DRAM之下、NAND之上，但是更偏向于DRAM，因此也应该具有类似的市场定位。考虑到目前DRAM的价格，可以说3D XPoint的价格应该不会太便宜—这也是英特尔反复强调3D XPoint不将NAND作为竞争对手的原因所在。

另一方面，英特尔自己也有庞大的NAND工厂和不小的市场份额，3D XPoint无论从技术上还是商业利益上来看，都不会在目前这个时候去抢NAND的饭碗。而如果从企业级和消费级来划分，按照惯例，产品成熟后，英特尔显然会更倾向于将这一新技术首先运用于面向企业级的利润较高的产品中。

3D Xpoint在高性能消费级PC上也有用处，在各级队列深度下的IOPS吞吐速度提升极快。

3D Xpoint面向未来，将在各个领域带来全新的体验。

3D XPoint：面向未来

总体来看，3D XPoint 足够强大也足够优秀，它能带来存储市场的一次革命。不过在短期内，3D XPoint技术的成熟度还需要市场检验。英特尔开发这款产品的意义在于让企业级系统在提升性能时有一个新的选择。当然，英特尔肯定希望可以在不影响原本NAND和3D NAND市场份额的情况下，占据一个全新的市场。我们也要看到，3D XPoint以及其他在研发阶段的先进技术，一旦成功并大规模量产，必将彻底改变了存储行业现有的生态环境。目前根据新消息来看，3D XPoint技术与产品已处于后的完善阶段，英特尔很可能在今年内就发布基于3D XPoint技术的存储产品。而为了解决PCIe总线带宽不足的问题，据悉一些3D XPoint产品将直接采用DDR4接口，即未来的非易失存储设备也将通过内存接口与CPU通信。

此外英特尔也正在考虑全新的超级连接总线，为下一代高性能计算、企业级服务器和高性能PC做准备。所以3D XPoint的出现，事实上有可能会刺激整个产业发生一次全新的革命。而当技术成熟后，相信终消费端也会随之获益，获得存储性能更加优秀的PC解决方案。