自2016年以來物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)興起,帶動(dòng)全球物聯(lián)網(wǎng)裝置數(shù)量爆發(fā)性成長,產(chǎn)生的巨量資料也成為深度學(xué)習(xí)的重要因素,有助AI發(fā)展,而大量資料的處理亦推升運(yùn)算與儲存需求,高效能運(yùn)算應(yīng)運(yùn)而生。高效能運(yùn)算需仰賴存儲器技術(shù)升級,催生出各類型的次世代存儲器技術(shù),找出效能更好的存儲器解決方案也成為存儲器廠商首要任務(wù)。
高效能運(yùn)算成為新世代科技發(fā)展重要項(xiàng)目
為了滿足日益繁重的資料處理需求及工作負(fù)荷,運(yùn)算能力持續(xù)演進(jìn),從超越PC的功能型運(yùn)算慢慢走向工作站,再到企業(yè)用服務(wù)器。近年隨著智能型連網(wǎng)裝置推陳出新與普及,網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的導(dǎo)入逐漸演變成服務(wù)器群組或資料中心,未來網(wǎng)絡(luò)工作量將持續(xù)增加,呈現(xiàn)算力集中化趨勢,由邊緣處理重要且實(shí)時(shí)但非隱私的資料;中央(高效能運(yùn)算與云端)則處理機(jī)密、非實(shí)時(shí)的資料,高效能運(yùn)算的重要性不言而喻。
高效能運(yùn)算可在有限或較短時(shí)間完成復(fù)雜或大量運(yùn)算工作,提高應(yīng)用程序的處理能力,應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、物聯(lián)生活與智慧城市等。上述應(yīng)用服務(wù)需倚賴龐大數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算與訓(xùn)練,大部分藉由服務(wù)器進(jìn)行統(tǒng)合;此外,伴隨著虛擬化平臺及云儲存技術(shù)發(fā)展,服務(wù)器需求與日俱增,也帶動(dòng)超大規(guī)模資料中心(Hyperscale Datacenter)成長,根據(jù)拓墣調(diào)查顯示,全球超大規(guī)模資料中心的建置數(shù)量于2025年預(yù)計(jì)將達(dá)1,070座,2016~2025年CAGR達(dá)13.7%。
存儲器產(chǎn)業(yè)對高效能運(yùn)算的新解
在高效能運(yùn)算、物聯(lián)網(wǎng)與智慧應(yīng)用的推波助瀾下,次世代存儲器找到立足之地并逐漸嶄露頭角。
次世代存儲器技術(shù)包括相變存儲器(PCM)、鐵電存儲器(FeRAM)、磁阻RAM(MRAM)、電阻RAM(RRAM或ReRAM)等眾多新型技術(shù),目前Intel、Samsung與Micron等存儲器廠商皆已投入發(fā)展相關(guān)解決方案。以Intel的Optane為例,是以3D XPoint為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的服務(wù)器類產(chǎn)品,由于現(xiàn)在已經(jīng)推出與市面上服務(wù)器模塊能完全兼容的DIMM,對主機(jī)板設(shè)計(jì)廠而言,同樣的插槽可依據(jù)整機(jī)成本考量,自由更換服務(wù)器存儲器模塊或Optane解決方案。
3D XPoint為一種非揮發(fā)式存儲器,與NAND Flash相比,讀寫速度相差1,000倍,使用壽命較NAND Flash更長,但3D XPoint和NAND Flash的應(yīng)用場域仍有差距,而且NAND Flash具有高度規(guī)模化及單位容量便宜的優(yōu)勢,短期內(nèi)3D XPoint難以與其匹敵。若與DRAM相比,3D XPoint雖能滿足特定條件且制造成本相對較低,但速度上仍慢于DRAM,因此目前來看,3D XPoint并不能輕易取代NAND Flash或DRAM。
無論能不能部分取代DRAM或NAND Flash的市場地位,在傳統(tǒng)存儲器市場中,經(jīng)典存儲器架構(gòu)依舊會有需要填補(bǔ)的空白,為次世代存儲器技術(shù)提供舞臺。在次世代存儲器與現(xiàn)有解決方案各有優(yōu)劣的情況下,能否放量的關(guān)鍵仍是價(jià)格考量,而決定當(dāng)前存儲器市場價(jià)格最重要因素是需求與供給牽動(dòng)的產(chǎn)業(yè)庫存增減。
DRAM與NAND目前皆處于供過于求,使得現(xiàn)有存儲器解決方案價(jià)格維持下跌。以DRAM來說,價(jià)格持續(xù)下跌基本上是受到服務(wù)器與智能型手機(jī)需求下滑,導(dǎo)致消耗量急凍與庫存攀高;而NAND除了需求疲弱,也因競爭者眾多,容易陷入市占爭奪狀態(tài),且由2D NAND轉(zhuǎn)向不同程度的3D NAND造成供給位元大幅度增長。綜上所述,2019年DRAM與NAND價(jià)格同時(shí)快速滑落,且NAND價(jià)格正逐漸逼近廠商的現(xiàn)金成本。
隨著現(xiàn)有存儲器解決方案價(jià)格在2019年大幅滑落,對次世代存儲器來說并非最好的發(fā)展條件,但展望未來,需求陸續(xù)回溫與價(jià)格彈性帶動(dòng)的庫存回補(bǔ)動(dòng)能,可望使2020年存儲器價(jià)格止跌反彈,讓次世代解決方案更有機(jī)會放量,尤其是超大規(guī)模資料中心擁有相對高程度的客制化設(shè)計(jì),可針對不同存儲器規(guī)劃新的配置。拓墣認(rèn)為,未來隨著次世代存儲器制造成本進(jìn)一步下降,市場在接下來幾年,將在特殊領(lǐng)域中逐漸增加次世代存儲器的考量與運(yùn)用,成為現(xiàn)有解決方案的另一個(gè)新選項(xiàng)。
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