5G时代下将快速提升工控存储性能的法门

作者:采集侠 发布时间:2019-10-10 00:05:48 点击数:126

近年来,物联网呈现突飞猛进的发展态势。据IoT Analytics统计,2018年全球物联网设备已经达到70亿台;到2020年,活跃的物联网设备数量预计将增加到100亿台。全球物联网产业规模由2008年500亿美元增长至2018年近1510亿美元。《2018年中国5G产业与应用发展白皮书》预计,到2025年中国物联网连接数将达到53.8亿,其中5G物联网连接数达到39.3亿。

5G技术的核心优势在于大带宽、低时延、海量的连接数量以及严密的覆盖。与4G对比,5G峰值速率上是4G的30倍,用户体验数据是10倍,流量密度提高100倍。随着5G网络建设的推进,像无人驾驶等工业互联网项目将进入快速发展阶段。5G技术加速万物互联,由此产生的数据将呈现出指数级的增长。大趋势下,企业对数据存储的需求大增,对储存设备的性能要求也越来越高。

目前,鉴于工业应用领域的特殊需求,为实现数据高性能存储,在行业企业给出的解决方案中,最可行的三个选项是:一、采用NVMe协议的SSD;二、采用3D NAND立体存储单元;三、升级DDR4-2666 MT/s内存。作为行业领先者,佰维三管齐下,打造出了成熟的产品、技术并积累了丰富的项目经验。

采用NVMe SSD是企业用户普遍认可的存储升级方案。 NVMe是通过PCIe总线将存储连接到服务器的接口规范。采用NVMe协议的PCIe SSD:一、能够直接连接CPU,几乎没有延时;二、采用多队列的方式传输数据,将IO访问并行化。NVMe接口的这两个特性能够把SSD的潜力发挥到极致。

5G时代下将快速提升工控存储性能的法门

与SATA/SAS SSD相比,NVMe SSD具有数倍以上的性能增长。以佰维产品为例,采用NVMe1.3接口的AIC PCIe SSD产品连续读的最大速度为3064MB/s,连续写的最大速度为1763MB/s;而采用SATA3接口的2.5 SATA SSD产品连续读的最大速度为540MB/s,连续写的最大速度为450MB/s;两者的差距显而易见。

影响SSD数据存储性能的不止是接口,还有NAND的形式。2D NAND虽然还在被广泛使用,但是由于其自身技术发展遇到瓶颈,越来越无法满足更高标准的需要,尤其是工业应用的需要。2D NAND的制程工艺从早期的50nm发展到目前的15/16nm,提高了容量,降低了成本,但是其可靠性和性能却在下降,因为NAND的氧化层越薄,Cells之间的干扰越大,数据读写的速度也越慢。

与2D NAND提高制程工艺的道路不同,3D NAND提高容量的方法是堆叠更多层数。Intel曾经以盖楼为例介绍了3D NAND,2D NAND是平房,那么3D NAND就是高楼大厦。由于3D NAND获得了更高的单位面积容量,因此对于特定容量的芯片,制造3D NAND的制程要比2D NAND低得多,比如可采用40nm制程。这就有效降低了Cells之间的干扰,同时提升了读写速度。佰维为大容量、高速度的高端工控SSD产品采用了3D NAND闪存,并设计了LDPC纠错算法以加强产品的稳定性。

在工业应用领域,还可通过升级内存来优化服务器存储性能。DDR4-2666MT/s将数据频率最大提高到2666MT/s,完美匹配CPU的最高内存频率设定,充分释放服务器的运算能力。佰维DDR4-2666MT/s系列产品容量从4GB到16GB,满足所有工业应用需求,包括强固耐用的服务器、自动化、网络交换机和监控等。

佰维自有封测工厂,可为工控客户提提供不同形式的定制封装。针对1U服务器,我们采用低高度DIMM模块设计,改善微型空间空气流散热系统;针对温差变化大的矿业化工等恶劣环境,我们采用-40℃~85℃的宽温模块设计;针对高可靠性及稳定性系统级应用,我们严格测试精选闪存颗粒,并配备热传感器,保证良好的数据完整性和高速传输性能。