什麼是 PM,什麼是 SCM,和 NVM 什麼關係

2022-04-06 13:20:00 字數 1483 閱讀 4024

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近幾年,不論在學術界還是工業界,nvm 都是比較前沿的技術。其實 nvm 一詞並不新,是因為 pm (或稱 scm) 這個與 nvm 有關的概念的出現,使得 nvm 這詞又 「火」 了一把。在近年的相關文獻中,nvm 也經常被和 pm (scm) 混用,讓人搞不清。本文捋一捋它們之間的關係。

準確來說,nvm (non-volatile memory) 指的是非易失的物理儲存介質,比如 nand flash、pcm、3d xpoint 等都算是 nvm,這些 nvm 可以做成 ssd 形式,也可以做成 pm (或稱 scm)。

nvm儲存介質|v

nand flash ---+

|+-- pcm ---+--> ssd

+--+ |

| +-- 3d xpoint ---+

v pm

(scm)

我們常見的 ssd,不管是 sata 介面還是 pcie 介面,基本都是基於 nand flash 的;當然也有例外,intel 兩年前推出的 optane ssd 就基於 3d xpoint 而非 nand flash。不管底層介質是 flash 還是 3d xpoint,這些介質廣義上都是屬於 nvm 的。它們都是儲存裝置,是塊裝置,是 io 裝置,除了效能,使用者軟體都可以將它們無差別地看成 ssd。

現在,pcm、3d xpoint 等新型的 nvm 也被用於製作 dimm 介面的記憶體條,被稱為 pm 或 scm。

其實 pm (persistent memory) 或者 scm (storage class memory) 基本為同義詞,指的是記憶體 dimm 介面的、可位元組定址的 nvm 裝置。新型的 nvm 儲存介質相對 nand flash 更容易做到細粒度讀寫,更適合做成可位元組定址 (byte-addressable) 的記憶體形式。並且,因為密度更大,基於新型 nvm 介質的 pm 可以做到 dram 記憶體條容量幾倍;也由於新型 nvm 介質還不及 dram 的效能,pm 的讀寫速度可能比 dram 記憶體條慢幾倍。

「非易失記憶體條」 其實並非近幾年才出現,很久之前就有基於 nand flash 的非易失型記憶體條 (一般被稱為 nvdimm),不過這種 nvdimm 通常被做成 「電池 + flash+dram」 的形式:通電時,依然是依靠 dram 工作,斷電時才用電池電量將 dram 資料刷回 flash。flash 無法直接代替 dram 是是因為 flash 的讀寫粒度不一致,且存在寫前擦除、拷貝等要求,不利於直接進行細粒度訪問。這種設計就導致 nvdimm 只可能比一般 dram 記憶體條更貴,且不可能做的比 dram 記憶體有更大容量密度。

雖然容易有歧義,但近年依然有很多文獻稱基於 pm 或 scm 為 nvm。因此閱讀文獻時我們可以認為:狹義上,nvm 可以指 flash、pcm 等儲存介質;廣義上,nvm 也可以指 scm、pm 等儲存裝置,其實早年間,也有稱 ssd 為 nvm 的。

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