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5G時代 快速提升工控儲存性能的法門

  • 台北訊

5G時代,快速提升工控儲存效能的法門。

近年來,物聯網呈現突飛猛進的發展態勢。據IoT Analytics統計,2018年全球物聯網設備已經達到70億台;到2020年,活躍的物聯網設備數量預計將增加到100億台。全球物聯網產業規模由2008年500億美元成長至2018年近1510億美元。《2018年中國5G產業與應用發展白皮書》預計,到2025年中國大陸物聯網連接數將達到53.8億,其中5G物聯網連接數達到39.3億。

5G技術的核心優勢在於大頻寬、低時延、海量的連接數量以及嚴密的覆蓋。與4G對比,5G峰值速率上是4G的30倍,使用者體驗資料是10倍,流量密度提高100倍。隨著5G網路建設的推進,像無人駕駛等工業互聯網項目將進入快速發展階段。5G技術加速萬物互聯,由此產生的資料將呈現出指數級的成長。大趨勢下,企業對資料儲存的需求大增,對儲存設備的性能要求也越來越高。

目前,鑒於工業應用領域的特殊需求,為實現資料高性能儲存,在產業企業給出的解決方案中,最可行的三個選項是:一、採用NVMe協定的SSD;二、採用3D NAND立體儲存單元;三、升級DDR4-2666 MT/s記憶體。

NVMe SSD:高速度、低延遲。

採用NVMe SSD是企業使用者普遍認可的儲存升級方案。 NVMe是通過PCIe匯流排將儲存連接到伺服器的介面規範。採用NVMe協定的PCIe SSD:一、能夠直接連接CPU,幾乎沒有延時;二、採用多佇列的方式傳輸資料,將IO訪問並行化。NVMe介面的這兩個特性能夠把SSD的潛力發揮到極致。

介面理論速度對比

與SATA/SAS SSD相比,NVMe SSD具有數倍以上的效能成長。以佰維產品為例,採用NVMe1.3介面的AIC PCIe SSD產品連續讀的最大速度為3064MB/s,連續寫的最大速度為1763MB/s;而採用SATA3介面的2.5 SATA SSD產品連續讀的最大速度為540MB/s,連續寫的最大速度為450MB/s;兩者的差距顯而易見。

3D NAND:容量、成本和效能三者兼顧 。

影響SSD資料儲存效能的不止是介面,還有NAND的形式。2D NAND雖然還在被廣泛使用,但是由於其自身技術發展遇到瓶頸,越來越無法滿足更高標準的需要,尤其是工業應用的需要。2D NAND的制程工藝從早期的50nm發展到目前的15/16nm,提高了容量,降低了成本,但是其可靠性和效能卻在下降,因為NAND的氧化層越薄,Cells之間的干擾越大,資料讀寫的速度也越慢。

佰維3D NAND產品

與2D NAND提高製程工藝的道路不同,3D NAND提高容量的方法是堆疊更多層數。Intel曾經以蓋樓為例介紹了3D NAND,2D NAND是平房,那麼3D NAND就是高樓大廈。由於3D NAND獲得了更高的單位面積容量,因此對於特定容量的晶片,製造3D NAND的製程要比2D NAND低得多,比如可採用40nm製程。這就有效降低了Cells之間的干擾,同時提升了讀寫速度。佰維為大容量、高速度的高階工控SSD產品採用了3D NAND快閃記憶體,並設計了LDPC糾錯演算法以加強產品的穩定性。

DDR4-2666MT/s:新一代記憶體標準規格。

在工業應用領域,還可通過升級記憶體來優化伺服器儲存效能。DDR4-2666MT/s將資料頻率最大提高到2666MT/s,完美匹配CPU的最高記憶體頻率設定,充分釋放伺服器的運算能力。佰維DDR4-2666MT/s系列產品容量從4GB到16GB,滿足所有工業應用需求,包括強固耐用的伺服器、自動化、網路交換機和監控等。

DDR的發展

佰維自有封測工廠,可為工控客戶提提供不同形式的定制封裝。針對1U伺服器,佰維採用低高度DIMM模組設計,改善微型空間空氣流散熱系統;針對溫差變化大的礦業化工等惡劣環境,我們採用-40°C~85°C的寬溫模組設計;針對高可靠性及穩定性系統級應用,佰維嚴格測試精選快閃記憶體顆粒,並配備熱感測器,保證良好的資料完整性和高速傳輸效能。

小結

NAND快閃記憶體從2D進入3D時代之後,3D NAND堆疊層數從24/32層到64/72層,再到96層,甚至128層,在摩爾定律的支配下,資料儲存技術急速發展,佰維的優勢之一就是能夠結合工控企業的實際需求與應用環境,為客戶量身打造平衡效能與成本的最佳儲存解決方案,説明企業客戶獲得即時的資料洞察,在競爭中先發制勝。