未來的存儲技術會是什么樣子呢？對于基于NVMe的傳統Flash技術，我們應該繼續期望更高的容量。例如，在QLC NAND技術之后會出現什么？只有時間才能告訴我們答案。下一代NVMe規范將引入跨更多PCI Express通道和更高帶寬的協議標準。隨著存儲技術的繼續發展，插入計算機的存儲技術也將隨之發展。

請牢記一點：最終目標是更接近CPU并減少訪問時間(即延遲)。

內存存儲類

多年來，供應商一直在開發一種可以將非易失性內存插入傳統DIMM插槽（易失性DRAM使用的插槽）的技術。存儲類內存(Storage Class Memory，簡稱SCM)是一種較新的混合存儲層，它不是確切的內存，也不是確切的存儲。它離CPU更近，有兩種形式：

1)由大電容支持的傳統DRAM存儲數據到本地NAND芯片(例如，NVDIMM-N)

2)一個完整的NAND模塊(NVDIMM-F)。

第一種情況下保留了DRAM的速度，但沒有足夠的容量。通常，基于DRAM的NVDIMM容量小于最新的傳統DRAM。供應商如Viking Technology和Netlist是基于DRAM的NVDIMM產品的主要生產商。

而第二種將為您提供更大的容量，但它沒有DRAM速度快。在這里，您將發現固定在傳統DIMM模塊上的標準NAND與現代SSD中的NAND完全相同。

這種類型的內存不作為傳統內存注冊到CPU，根據DDR4標準，現代主板和處理器不需要任何特殊固件就能夠使用這種技術。當操作系統加載到包含此類內存的系統上時，它將其隔離為“protected”模式類別(例如0xe820)，并且不會像標準的易失性DRAM那樣使用它。相反，它將只通過驅動接口訪問內存（非易失性內存就是這個接口）。使用這個模塊，您可以將這些SCM設備的內存區域映射到用戶空間可訪問的塊設備中。

當前的應用程序將SCM用于內存數據庫、高性能計算(HPC)和人工智能(AI)工作負載，也將其用作持久緩存。隨著NVMeoF的不斷成熟，它將允許跨存儲網絡導出SCM設備。

英特爾的Optane，三星的Z-SSD等

介于DRAM和傳統SSD之間的是一些新興技術，如英特爾的Optane(最初是與美光合作開發的，被命名為3D-XPoint)和三星的Z-SSD。這些技術非常新，除了它們既不是DRAM也不是NAND之外，人們對它們知之甚少。就英特爾的Optane來說，它是一種新的非易失性存儲技術，基于相變存儲器(PCM)。Optane的性能比NAND更好，但比不上DRAM。另一個優點是它比NAND SSD具有更好的電池壽命——也就是說，與標準的NAND SSD相比，它每天能夠執行更多的驅動器寫入操作(DWPD)。

計算存儲

通常，應用程序和它需要訪問的數據之間引入的延遲太長，或者托管該應用程序所需的CPU周期在主機上消耗了太多資源，從而給驅動器本身引入了額外的延遲。怎樣才能避免這些負面影響呢？答案之一是將應用程序移動到物理驅動器本身。這是最近才出現的趨勢，被稱為計算存儲。

上述技術的前沿的是NGD系統，ScaleFlux，還有三星。那么，什么是計算存儲？它是如何實現的呢？

其思想是將數據處理定位到數據存儲層，避免將數據移動到計算機的主存儲器（最初由主機CPU處理）。在傳統系統上，需要資源將數據從存儲位置移動、處理，然后將其移回相同的存儲目標。整個過程需要花費時間，并引入訪問延遲——如果主機系統正在處理其他任務，情況就更嚴重了。此外，數據集越大，移入/移出所需的時間就越多。

為了解決這個問題，一些供應商已經開始將嵌入式微處理器集成到他們的NVMe SSD的控制器中。處理器將運行一個標準的操作系統（如Ubuntu Linux），并允許一個軟件在SSD上本地運行，以便進行現場計算。

面臨的挑戰

在如今市場上，內存技術面臨哪些挑戰，阻礙了更廣泛的應用？第一個是每千兆字節的價格。一個HDD的價格是每GB 0.03 - 0.06美元（每TB人民幣200-400元），而基于NAND的SSD大約是每GB 0.13 - 0.15美元（最新價格每TB零售價接近人民幣600元）。從大局來看，這個差距可能不多，但在規模上它造成了世界的不同。想象一下嘗試用SSD而不是HDD填充數據中心，那還是很貴的。

HDD繼續優于SSD技術的另一個方面是跨標準形態的能力。您的標準服務器只能容納這么多的存儲。而且，硬盤的可選擇空間要比SSD大得多。隨著內存技術的發展，這種情況在未來幾年可能會發生變化。

另一個SSD的困難之處是軟件應用領域。許多軟件應用程序不符合訪問NAND存儲器最優的方法。這些應用程序將增加驅動器訪問延遲，同時減少NAND單元壽命。

總結

由于涉及到內存技術，未來看起來很有前途，同時令人興奮。那么SSD會完全取代傳統的HDD嗎？我對此表示懷疑。看看磁帶技術，它仍然存在，并繼續在檔案存儲中找到自己的位置。HDD很可能會有類似的命運。盡管在那之前，HDD將繼續在價格和容量上與SSD競爭。