Everspin MRAM存儲(chǔ)芯片如何用MRAM這類非易失性存儲(chǔ)和NVMe SSD構(gòu)建未來(lái)的云存儲(chǔ)的解決方案。

首先STT-MRAM作為異常掉電數(shù)據(jù)緩存的介質(zhì)有以下幾大優(yōu)勢(shì)：

1. 非易失性存儲(chǔ)器芯片，比傳統(tǒng)的SRAM或者DRAM在數(shù)據(jù)保持方面更強(qiáng)；

2. 芯片容量較大，單顆芯片容量高達(dá)1Gb；

3. 采用DDR4接口，帶寬可以到2.7GB/s，超強(qiáng)性能；

4. 擦寫次數(shù)幾十億次！生命周期；

5. 超低延遲；

6. 數(shù)據(jù)保存期很久：85度高溫下數(shù)據(jù)可以保存10年以上；

7. 數(shù)據(jù)錯(cuò)誤率低；

8. 可靠性強(qiáng)。

MRAM可應(yīng)用在NVMe SSD的下列場(chǎng)景，PCIe SSD、NVMe-oF、全閃存陣列：

NVMe SSD場(chǎng)景

MRAM為NVMe SSD，尤其是QLC做緩存有以下優(yōu)勢(shì)：

采用MRAM之后，NVMe SSD內(nèi)部的架構(gòu)發(fā)生了以下圖片的變化，將MRAM作為數(shù)據(jù)緩存使用，而FTL映射表存儲(chǔ)依然是DRAM：

NVMe-oF場(chǎng)景

數(shù)據(jù)中心采用NVMe-oF有以下四大優(yōu)勢(shì)：

1. 實(shí)現(xiàn)低于1微秒的數(shù)據(jù)傳輸，跳過(guò)內(nèi)核、跳過(guò)主機(jī)CPU和內(nèi)存、可以P2P傳輸；

2. 把CPU計(jì)算任務(wù)分?jǐn)偟綄Ｓ糜?jì)算芯片或者存儲(chǔ)控制器；

3. 讀寫帶寬更高；

4. 服務(wù)器可以更簡(jiǎn)單、省電，不用昂貴的X86 CPU，用ARM CPU就夠了。

以下圖片是傳統(tǒng)的NVMe-oF的數(shù)據(jù)流，要通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)存和CPU再進(jìn)入NVMe SSD，這樣會(huì)導(dǎo)致讀寫延遲比較長(zhǎng)。

如果采用了MRAM作為智能網(wǎng)卡上的緩存，數(shù)據(jù)就直接通過(guò)P2P傳輸給NVMe SSD，并跳過(guò)了系統(tǒng)內(nèi)存和CPU，大大縮短讀寫延遲，也大幅提升性能。

MRAM用在全閃存陣列

在全閃存陣列的存儲(chǔ)控制器中，MRAM可以作為緩存加速，并提升產(chǎn)品性能及可靠性，同時(shí)可以不需要額外的電池或者電容。

未來(lái)的數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)長(zhǎng)這樣？

未來(lái)以NVMe SSD和NVMe-oF為基礎(chǔ)的云存儲(chǔ)硬件架構(gòu)如下圖，其中MRAM可以用在網(wǎng)卡緩存、NVDIMM、全閃存陣列加速和NVMe SSD內(nèi)部。