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  • 存储技术一览

    存储技术一览

    当前的磁带机(库)支持的备份技术主要有DAT、8mm、DLT、LTO、AIT及VXA等。存储容量是指在数据未被压缩前磁带机所能存储的最大数据量。这个数值取决于两个因素,一是单盒磁带的存储容量,二是磁带机所能容纳的磁带数目。 世界领先的低功耗铁电存储器(F-RAM)和集成半导体产品开发商及供应商RamtrON International Corporation (简称Ramtron)发布W系列 F-RAM存储器,W系列器件带有串口I2C、SPI接口和并行接口,能够提供从2.7V 到 5.5V的更宽电压范围。此外,W系列具有更高的性能,如有功电流(active current)需求降低了25%至50%,串口器件的首次存取启动(上电初始化)速度加快20倍。该系列中FM24W256 和 FM25W256器件分别带有256-Kbit 串口I2C与和SPI接口。64-Kbit FM16W08 和 256-Kbit FM18W08器件则带有一个并行通信接口。     Ramtron公司标准存储器市场推广经理 Mike Peters 表示:“W系列 F-RAM存储器具有宽工作电压范围,可帮助系统设计人员降低有功电流,提高系统性能。系统能够检测早期功耗,控制器的数据写入电压可降至2.7V,从而保护重要数据免受毁坏或丢失。W系列的宽工作电压范围带来更高的灵活性,能够最大限度地减少客户所需的库存元件数量。” Ramtron发布W系列F-RAM存储器 RamtrON (Ramtron InternaTIonal Corporation)发布W系列 F-RAM存储器,W系列器件带有串口I2C、SPI接口和并行接口,能够提供从2.7V 到 5.5V的更宽电压范围。 W系列 F-RAM存储器为先前使用64K至256K F-RAM器件的客户提供了一种设计替代方案,该系列产品基于先进的高可靠性铁电工艺,具有无延迟 (NoDelay)写入、几乎无限的读/写次数 (100万亿次-10e14)以及38年数据保存期等特性。这些新推器件采用业界标准“绿色”封装,其中串口器件采用8脚SOIC封装,并口器件采用28引脚SOIC封装。W系列非常适合需要频繁或快速写入数据或实现低功耗工作的非易失性存储器应用,应用范围从高频数据采集直到要求严苛的工业控制应用。而在这些应用中, EEPROM的写入周期很长,可能造成数据丢失,因而并不适用。W系列中串口SPI器件采用Ramtron的 F-RAM技术,能够实现全速总线写入,确保在-40°C 至 +85°C的工业温度范围正常工作。 此外,W系列具有更高的性能,如有功电流(active current)需求降低了25%至50%,串口器件的首次存取启动(上电初始化)速度加快20倍。该系列中FM24W256 和 FM25W256器件分别带有256-Kbit 串口I2C与和SPI接口。64-Kbit FM16W08 和 256-Kbit FM18W08器件则带有一个并行通信接口。 Ramtron公司标准存储器市场推广经理 Mike Peters 表示:“W系列 F-RAM存储器具有宽工作电压范围,可帮助系统设计人员降低有功电流,提高系统性能。系统能够检测早期功耗,控制器的数据写入电压可降至2.7V,从而保护重要数据免受毁坏或丢失。W系列的宽工作电压范围带来更高的灵活性,能够最大限度地减少客户所需的库存元件数量。” W系列 F-RAM存储器为先前使用64K至256K F-RAM器件的客户提供了一种设计替代方案,该系列产品基于先进的高可靠性铁电工艺,具有无延迟 (NoDelay)写入、几乎无限的读/写次数 (100万亿次-10e14)以及38年数据保存期等特性。这些新推器件采用业界标准“绿色”封装,其中串口器件采用8脚SOIC封装,并口器件采用28引脚SOIC封装。W系列非常适合需要频繁或快速写入数据或实现低功耗工作的非易失性存储器应用,应用范围从高频数据采集直到要求严苛的工业控制应用。而在这些应用中, EEPROM的写入周期很长,可能造成数据丢失,因而并不适用。W系列中串口SPI器件采用Ramtron的 F-RAM技术,能够实现全速总线写入,确保在-40°C 至 +85°C的工业温度范围正常工作。

    时间:2019-07-28 关键词: i2c 存储技术 并行接口 spi接口

  • 基于云存储技术的原理与架构的解析

    基于云存储技术的原理与架构的解析

    云存储是一种网上在线存储的模式,即把数据存放在通常由第三方托管的多台虚拟服务器,而非专属的服务器上。托管(hosting)公司运营大型的数据中心,需要数据存储托管的人,则透过向其购买或租赁存储空间的方式,来满足数据存储的需求。 目前利用科技手段辅助城市管理的建设模式已经由以前的以视频监控为主的平安城市建设转向以多传感技术为主的智慧城市建设,在这一过程中,虽然当前主要的数据量仍然来自视频监控摄像头产生的图像数据,但由各类传感器产生的数据量和数据种类正在加速增长,例如各城市道路的交通流量信息、特种车辆的运行轨迹和车况状态信息、移动终端的身份采集信息等,对这些海量信息的存储、分析和利用,除了提供传统的安全防范、事后查证功能外,更为城市建设科学规划、科学管理提供了充分的数据基础,同时,在这样一个海量大数据的时代,对于数据的安全存储和应用也需要与之相适应的新的技术手段,而以分布式和并行处理为基础的云计算和云存储技术,在此过程中也得到了极大地发展。 相对传统存储而言,云存储改变了数据垂直存储在某一台物理设备的存放模式,通过宽带网络(比如万兆以太网或Infiniband技术)集合大量的存储设备,通过存储虚拟化、分布式文件系统、底层对象化等技术将位于各单一存储设备上的物理存储资源进行整合,构成逻辑上统一的存储资源池对外提供服务,从而在存储容量上得以从单设备PB级横向扩展至数十、数百PB,由于云存储系统中的各节点能够并行提供读写访问服务,系统整体性能随着业务节点的增加而获得同步提升。同时,通过冗余编码技术、远程复制技术,进一步为系统提供节点级甚至数据中心级的故障保护能力。容量和性能的按需扩展、极高的系统可用性,是云存储系统最核心的技术特征。 通常,从云存储的技术实现层次上看,从底层向上,可以分为存储层、管理调度层、访问接口层、应用服务层等四个层次,如下图所示:     图1 云存储技术实现层次 其中存储层是云存储的基础,一台云存储节点设备通常能安装24个以上的硬盘,通常通过IP接口将大量的存储设备互连在一起形成存储设备资源池,在一个云存储系统中,底层物理存储设备数量庞大,而且设备形态理论上也允许异构(这样也可以接入传统的IP SAN或FC SAN),在物理存储设备之上是一个统一的存储设备管理层,实现对物理存储设备的逻辑虚拟化管理、状态监控和维护等功能。 管理调度层是云存储最核心的部分,这一层的主要功能是在存储层提供的存储资源上部署分布式文件系统或者建立和组织存储资源对象,并将用户数据进行分片处理,按照设定的保护策略将分片后的数据以多副本或者冗余纠删码的方式分散存储到具体的存储资源上去。同时,在本层还会在节点间进行读写负载均衡调度以及节点或存储资源失效后的业务调度与数据重建恢复等任务,以便始终提供高性能、高可用的访问服务。不过,在具体实现时,该层的功能也可能上移,位于访问接口层和应用服务层之间,甚至直接嵌入到应用服务层中,和业务应用紧密结合,形成业务专用云存储。 访问接口层是业务应用和云存储平台之间的一个桥梁,提供应用服务所需要调用的函数接口,通常云存储系统会提供一套专用的API或客户端软件,业务应用软件直接调用API或者使用云存储系统客户端软件对云存储系统进行读写访问,往往会获得更优的访问效率,但由于一个云存储系统往往需要支持多种不同的业务系统,而很多业务系统只能采用特定的访问接口,例如块接口或者POSIX接口,因此一个优秀的云存储系统,应该同时提供多种访问接口,例如ISCSI、NFS、CIFS、FTP、REST等,以便在业务适配方面具有更好灵活性。 业务应用层通过云存储系统提供的各种访问接口,对用户提供丰富的业务类型,例如高清视频监控、视频图片智能分析、大数据查找等。部分云存储系统也会在这一层的应用业务平台上实现管理调度层的功能,将业务数据的冗余编码、分散存储、负载均衡、故障保护等功能和各种业务的实现紧密结合,形成具有丰富业务特色的应用云存储系统,而在存储节点的选择方面,则可以采用标准的IPSAN、FC SAN或者NAS设备,例如宇视科技的视频监控云存储CDS(Cloud Direct Storage)解决方案就是这种应用云存储的典型代表。     图2 宇视CDS视频监控云存储架构 CDS解决方案继承了宇视科技视频ISCSI块直存高性能的优点,采用宇视最先进的裸数据存储技术,可极大程度发挥存储设备读写性能,实现云存储中的秒级检索和回放,通过采用标准的IPSAN设备,通过CDV存储虚拟化组件,并通过CDM云存储管理服务器集中统一管理底层的存储资源,构成全局统一的虚拟存储空间,当前端应用设备要进行读写时,首先向CDM请求可以访问的存储空间,并将数据离散存储到各底层标准的存储节点上去,当某一存储节点发生故障时,CDM会自动重新分配一个新的空间给前端设备进行访问,从而实现业务不停顿的读写。CDS系统支持海量的云存储节点管理能力,可管理高达2048个存储节点,支持动态扩容和缩容,提供不间断的视频和图片存储服务。同时也能提供视频实况、视频点播回放、报警管理、布防撤防、地图应用等多种视频业务。 应用云存储和业务深度结合,针对业务特点选择适合的存储模式,往往能提供非常优异的业务访问性能,但通常各厂家实现方式各有不同,难以互通或者供第三方开发新的数据处理业务,因此,应用云存储系统比较适合业务种类较少,业务模型相对固定的应用场合。而在智慧城市的建设中,一个云存不仅会存储海量的数据,而且需要对这些数据进行分析和利用,这往往需要集合多个专业厂商来进行各自擅长领域的业务开发,因此,系统的开放性、接口的标准化,则成为云存储系统建设的重要需求,云存储的核心功能应直接在存储之上实现,再通过访问接口层为业务平台提供多种通用的访问接口,如ISCSI块存储访问接口、POSIX文件访问接口、REST对象访问接口等,而业务应用开发则无需再考虑数据冗余、分散存储、负载均衡等存储专属特性,而集中在业务应用本身的功能特性方面,例如视频监控系统中的车型识别、卡口计数、图像浓缩等,这种云存储系统与具体的应用耦合程度较低,具有更好的通用性,可以认为是一种通用云存储。 在现在比较流行的云存储架构中,根据对元数据的管理模型,可以将通用云存储系统分为三种类型,即集中式元数据、分布式元数据和无元数据三种类型的系统。 集中式元数据云存储系统是一种典型的非对称式系统,在系统中,通常具有一个中央元数据管理服务器,负责元数据的存储和处理查询与修改请求,例如,在HDFS系统中,该元数据管理服务器即为名字节点Namenode,同时,存在大量的数据存储节点提供客户I/O数据的并行存储与访问。这种架构中,客户端每次对数据流的I/O操作,都需要先向元数据管理服务器进行元数据查询,客户端在获得需要读写的数据块物理位置等信息后,对于数据的I/O操作则直接在客户端和数据存储节点之间进行。相对传统存储系统,集中元数据云存储系统将控制流和数据流进行了分离,系统在扩展性和处理性能方面获得了较大的提升,同时,由于元数据集中在一台服务器上进行管理,整个系统架构比较简单,降低了系统设计的复杂性,目前业界采用这种架构的系统主要有GFS、HDFS、Lustre等。     图3 具有集中元数据管理的HDFS系统架构 不难看出,虽然集中元数据云存储系统架构简单,但会存在两个主要的问题: 性能瓶颈问题。元数据的基本特性要求任何时候对用户数据的访问,都需要同步地修改元数据,由于每次I/O访问都需要首先访问元数据服务器,随着系统规模不断扩大,需要管理的存储节点、文件数量、I/O操作数量等都会急剧增加,而对元数据进行管理的物理服务器性能有限,从而形成性能瓶颈,这种性能瓶颈在大量小文件访问时会更为突出。为解决这一问题,人们通常会采用更高性能的CPU,更大的内存,并且采用SSD来加速对元数据的访问,虽然能够在一定程度上提升元数据访问性能,但成本极其高昂,且提升效果有限。 元数据服务器单点故障问题。在集中元数据云存储系统中,整个系统的性能和可靠性完全依赖于元数据服务器,一旦元数据服务器故障,系统将无法提供任何服务,因此,元数据服务器就是整个系统中的潜在单点故障点。为解决这一问题,通常对元数据服务器采用备机形成HA解决方案来提供更高的系统可用性,主用服务器和备用服务器之间的元数据必须随时同步,否则一旦主用服务器故障,则可能导致数据不一致问题,但元数据同步操作会进一步加重了元数据服务器的性能负担,导致整个系统的访问性能受到拖累,而且也无法彻底解决脑裂问题。 为了解决集中元数据系统中的性能瓶颈和单点故障问题,一种改进后的分布式元数据云存储系统得以出现,这种系统采用多台元数据服务器形成集群工作的方式提供元数据访问服务,集群中的每一台设备都可以提供元数据访问,从而提高整体访问性能,并且解决了元数据服务器单点故障问题。分布式云存储系统需要在所有元数据存储节点之间进行元数据同步操作,这大大增加了系统设计的复杂性,在同步期间往往需要进行各种加锁,而加锁机制的存在导致部分任务难以并行运行,从而拖慢了整个系统的性能,此外,如果元数据没有及时得到同步,或者遭到意外破坏,则会出现同一文件或者对象的元数据不一致,进一步导致上层应用在通过不同物理服务器访问文件或对象数据时出现数据不一致或者读写错误的问题,这种风险随着云存储系统规模的扩大而大幅增加,同样,为了保证元数据同步的速度,需要采用高性能、大内存并且配备SSD的服务器,硬件成本非常昂贵。 第三种云存储系统则彻底抛弃元数据,而是采用算法来对文件或对象进行定位,并将该算法集成在每一个存储节点上,客户端从任何一个存储节点进行数据访问都会获得同样的结果,云存储系统中的每一个存储节点都可以独立、并行地对外提供服务,从而真正实现性能随节点数增加而线性扩展,由于无需在节点间进行元数据的同步操作,极大地提高了系统的稳定性和可靠性,在硬件成本方面,也相对低廉,可以用较低的建设成本获得较高的读写性能。 宇视科技的UCS(Unified Cloud Storage)统一云存储系统是在视频应用云存储CDS解决方案之外提供的更为通用的云存储解决方案,它是一种采用无元数据设计的全对称分布式存储系统,其存储节点可以提供16到60个3.5英寸硬盘槽位,无需额外添加服务器,底层采用对象存储机制,自动实现数据分片、冗余校验计算存储、节点失效业务接管、存储资源失效数据高速重建等功能,并且通过部署UniFS分布式文件系统对供标准的POSIX读写访问,对外提供各种标准软件接口,例如ISCSI、NAS、REST等,现有业务系统可以不经改造即可使用宇视科技UCS云存储系统。而如果全套业务系统均采用宇视设备,则可以在前端摄像机、管理服务器、智能分析服务器和UCS存储系统之间直接采用更为优化的CBI(Cloud Block Interface)接口,该接口继承了宇视科技上一代ISCSI视频监控直存解决方案的有点,根据云存储资源池的配置,直接在前端摄像机和访问服务器自动实现数据切片和离散存储,将大量的计算工作分布到数量众多的前端设备上,实现分布式计算,从而大大降低了存储系统本身的工作负载,显着提升了整个系统的能够承载的视频监控摄像机数量。同时,针对智慧城市建设需要的业务处理分析系统,也可以集成宇视提供的API或者客户端软件,实现对数据的并行读写,或者极高的性能体验。UCS统一云存储解决方案可广泛用于高清视频监控系统、公安案件视图库、警用执法仪在线存储、交通管理分析系统等,为智慧城市、平安城市建设提供大数据、云存储解决方案。     图4 宇视全对称分布式UCS通用云存储解决方案

    时间:2019-07-28 关键词: 架构 存储技术 云存储技术 智慧城市建设

  • 网络存储技术的类型及比较

    网络存储技术的类型及比较

    网络存储技术是基于数据存储的一种通用网络术语。网络存储结构大致分为三种:直连式存储(DAS:Direct Attached Storage)、网络存储设备(NAS:Network Attached Storage)和存储网络(SAN:Storage Area Network)。 1 网络存储技术 网络存储技术主要利用网络技术实现信息的异地存储,即电子数据不再直接存储于服务器上,而是通过网络保存在与服务器相连的专门设备上。当前主要有3种存储方式:直接附加存储(DAS,DirectAttachedStorage),网络附加存储(NAS,NetworkAttachedStorage)以及存储区域网络(SAN,StorageAreaNetwork)。这几种网络存储方式特点各异,应用在不同的领域。 1.1 直接附加存储(DAS) 是将磁盘存储设备直接通过电缆连接到服务器的方式。这种连接方式主要应用于单机或2台主机的集群环境中,主要优点是存储容量扩展的实施简单,投入成本少,见效快,但由于没有网络结构,扩充能力差。DAS本身支持冗余备份(RAID)技术,但一般来讲增加服务器硬盘后,做RAID需要重新启动服务器,造成必须中断网络后才能实现扩容,不利于7×24小时不停机的工作模式,尤其是电力、电信等部门。DAS与服务器及网络连接方式如图1所示。     1.2 网络附加存储(NAS) 是一种专业的网络文件存储及文件备份设备,或称为网络直联存储设备、网络磁盘阵列,一个NAS里面包括存储器件(如磁盘阵列、磁带驱动器或可移动存储介质等)和内嵌系统软件。NAS是一个集中化管理的数据中心,能够响应不同主机和服务器的数据需求。其模式以网络为中心,利用现有的以太网网络资源来接入专用的网络存储设备,而不需另外部署光纤交换机网络来连接传统的存储设备。NAS基于LAN,通常在LAN上有自己的节点,按照TCP/IP协议进行通信,面向消息传递,以文件I/O方式进行数据传输。由于TCP/IP协议设计的初衷是用于数据通信,所以不适合密集型大规模的数据传输。 主服务器和客户端可以非常方便地在NAS上存取任意格式的文件。NAS系统可以根据服务器或者客户端计算机发出的指令完成对内在文件的管理。由于文件系统放置于存储设备之上,用户的数据只要保存一个拷贝,即可被前端的各种类型的主机所使用,因此具备主机无关性。 NAS的网络连接方式如图2所示。     1.3 存储区域网络(SAN) 是通过光纤通道将多台服务器与统一的存储系统进行连接,形成由大量存储器构成的后端存储网,它不同于我们常说的网络,而是位于服务器后端,为连接服务器、磁盘阵列、带库等存储设备而建立的高性能网络。SAN以数据存储为中心,采用可伸缩的网络拓扑结构,通过具有高传输速率的光通道的直接连接,提供SAN内部任意节点之间的多路可选择的数据交换,并且将数据存储管理集中在相对独立的存储区域网内。SAN提供了良好的存储连接,服务器可以访问存储区域网上的任何存储设备,如带库、磁盘阵列;同时存储设备之间、存储设备同SAN交换机之间也可以进行通信。 SAN特别适合于服务器集群、灾难恢复等大数据量传输的关键领域。与传统技术相比,SAN技术的最大特点是将存储设备从传统的以太网中隔离出来,成为独立的存储区域网络。SAN的网络连接方式如图3所   2 DAS、NAS与SAN三者的比较 DAS属于网络存储中比较低层次的产品,只能通过与之连接的主机进行访问,每一个主机管理它本身的文件系统,但不能实现与其它主机共享数据,只能依靠存储设备本身为主机提供高可靠性的数据。SAN和NAS是新型数据存储模式中的2个主要发展方向。从用户应用的需求来看,建立存储系统的目的就是数据保护、数据管理和数据利用3个方面。在数据保护方面,SAN和NAS结构都具有非常好的数据保护能力。它们都可提供冗余结构,实现高效率的数据备份和远程容灾。一般来说,用户的数据在网络中较为分散时,适合采用SAN的方式实现高效的备份。就数据管理能力而言,NAS具有一定的优势,主要在于安装、配置的方便快捷。在数据利用方面,性能是至关重要的指标,SAN的速度占有优势,NAS处理数据的速度略逊一筹。SAN结构中专门面向高性能存储要求而开发的光纤通道协议非常优秀。与传统存储协议SCSI相比,光纤通道技术在带宽、连接能力、I/O性能、连接距离、扩展能力等方面都有明显优势。而且,光纤通道技术支持交换式连接,可以构建类似传统以太网结构的系统,提供了很强的扩展能力。而NAS结构的数据传输途径是传统以太网协议,不是专门针对存储数据的要求的。 一般来说,NAS解决方案是低成本、易安装的点式方案,适用于长距离的小数据块传输,如工作组级和部门级的存储,或者是用于如Web服务那样需要高效存取文件的环境。而SAN解决方案则是企业规模的方案,要传送大量的数据,需要非常先进的计划,而且采用光纤通道(FC)技术和SAN管理软件,可应用于关键任务,基于交易的数据库应用处理。用户在选择存储系统结构时,可以从实际情况出发,选择采用SAN或NAS作为基本系统结构。SAN是目前公认的最具有发展潜力的存储技术方案,就发展趋势而言,在应用层面SAN和NAS将实现充分地融合,SAN提供速度,NAS提供由文件处理带来的协作性,它们的结合将是非常完美的关键存储系统的解决方案。 表1 DAS、NAS与SAN三者的比较     3 网络存储技术的发展趋势 网络阻塞是制约NAS发展的主要原因之一,千兆以太网能够在铜线上提供1Gbps的带宽,成功解决了数据传输过程中的带宽占用问题,将成为网络存储的骨干网。千兆以太网(GigabitEthernet)是一种高速局域网技术,它使用户无需更换光纤网线,就可以较低的成本获得较高的速度。它采用了与10M以太相同的帧格式、帧结构、网络协议、全/半双工工作方式、流控模式以及布线系统,可以与10M和100M以太网很好地配合工作。 SAN最关键的问题是投资较大,采用iSCSI技术(internetSmallComputerSystemInterface,互联网小型计算机系统接口,是一种在Internet网络上,特别是以太网上进行数据块传输的标准),能大幅度降低企业存储系统的总体成本,使公司可以利用现有的以太网线缆部署SAN。iSCSI技术基于完全成熟的以太网标准,其特点是在服务器端采用寻址快、扩展性强和管理方便的SCSI协议管理数据,而在服务器与存储器间采用IP协议传输数据,这样不但解决了传统光纤通道传输距离的限制,而且服务器与交换机之间采用传统以太网技术,节省了成本,是对SAN有益的补充。 NAS能提供便捷的管理和超低的价格,SAN能提供速度,所以NAS和SAN的结合是大趋势。二者的融合,不但提高了网络存储的效率,而且能降低存储管理成本,其诱人而优异的性能吸引了存储业界越来越多的注意力。 对于SAN来说,点到点之间光纤通道的最大距离不得超过10km是一个缺陷,这个缺陷可以被NAS的IP连接所弥补,也就是通过IP网络发送光纤通道命令(FC/IP)。对于NAS而言,SAN的光纤通道技术可以弥补网络阻塞造成的性能降低。 在网络存储领域,新技术层出不穷。DAFS(DirectAccessFileSystem)就是网络存储中的一种新技术。作为一种文件系统,它简化了文件读出和写入的步骤,能结合SAN和NAS的优势,有效地减轻存储服务器的计算压力;另外它被设计成与低层传输无关的协议,同时提高了存储网络的可扩展性,被公认为是存储领域新的发展趋势之一。而Jini技术是用查找服务(LookupService)来注册设备联盟中的设备以及设备提供的服务,是一种新的网络体系结构,它实现了网络设备的自发组网,即网络中的“即插即用”,为网络存储技术的实现和发展提供了一种崭新的思路。

    时间:2019-07-28 关键词: 存储技术 存储网络 网络存储技术 直连式存储 网络存储设备

  • 基于安防监控中视频存储技术的研究

    基于安防监控中视频存储技术的研究

    随着科技的进步,视频监控技术历经了数字化、网络化后,如今又朝高清化的方向发展。高清作为视频监控发展的整体趋势已定,随之而来的是需要各个环节的配合与支持。其中包括了传输带宽、视频存储等等。对于监控系统中最关键的环节--存储来说,高清视频监控的发展也对存储提出更新的要求:首先,高清视频监控需要更高的传输带宽负荷、更大的存储容量;其次,高清视频监控对数据存储的可靠性要求也更高。  在网络视频监控系统中,音视频流的传输是基于IP 网络的,在存在大量音视频流传输的情况下,如何有效地实现对音视频数据的存储,和对多个用户检索回放视频文件的管理是一个重要的课题。 因此,本文就对网络视频监控系统的存储技术进行了探讨,给出了一种音视频存储服务器软件的设计方案和具体实现。支持图像存储、网络回放的双工模式,最大可以同时对多路视频进行录像,支持多个用户同时在线检索回放历史数据,可以根据图像的、记录时间、报警事件类别等多种方式对存储的图像数据进行检索。 媒体流的文件存储 业界较为典型的监控存储的数据管理方案是“DVS+媒体服务器+存储系统”,其中媒体服务器是系统的核心,由其负责媒体数据流的分发、录像、以及VOD点播。     在这种流媒体服务器的方案中,数据管理方式是基于文件系统进行的,所有的录像数据在通过媒体服务器时,都被转成了标准的流媒体文件(几分钟到几十分钟的录像形成一个文件),然后再进行存储。这种存储方式利用了传统文件系统自身的特性,系统开发比较简单,但有可能降低监控存储的效率,主要体现在: 存在视频数据丢失的风险。文件形成需要时间,在形成过程中若网络有误码、前端DVR/DVS/IPCAM有故障/停电,服务器自身软件缺陷等情况出现,就会造成整段时间视频文件的丢失。 受文件碎片的影响。文件系统使用过程中会形成大量的文件碎片,在使用过程中存储空间会逐渐变小,性能也会随之降低。 文件检索效率低。历史数据检索的最小单位是文件,颗粒度太大,精确度低。 除了文件系统自身的不足之外,方案还会受到流媒体服务器集群能力的影响。一台普通的PC Server大约能承载几十路2Mbps媒体数据流的处理,在这种组网下,要支撑更多数量的媒体流处理,需要将多台媒体服务器组成一个集群。但是,受限于媒体流服务器的集群能力,媒体服务器的数量不能太多,一般十几台媒体服务器就达到了一个集群的极限。因此,媒体服务器集群成为了整个监控系统的瓶颈,这使得监控系统无法大规模展开。在构建平安工程这类大规模监控系统时,这种方案就会遇到很大问题,大量的媒体服务器不仅增加成本,管理同时变得更复杂。 由此可见,传统的监控系统在数据管理方面面临的两个主要问题:普通文件系统不是专为监控存储设计,因此会影响到监控数据存储的效率;媒体服务器的集群能力有限,导致监控系统大规模部署困难。那么,是否有针对监控存储的更好的数据管理方式? 针对监控存储的数据特点,业界早在几年前就开始尝试一些新的数据管理方式,希望能够提高监控存储的数据管理效率,满足监控大规模应用的需求。在这些数据管理方式中,“块直存”就是其中比较有特点的一种,已经成为业界发展的方向。其创新性主要体现在: 创造性的采用了“时间索引+块数据”的专用数据结构,抛弃了传统的文件系统,提高监控数据的管理效率。 创造性的采用了基于iSCSI协议的IP SAN直存技术,抛弃了传统的流媒体服务器,简化系统架构。 通过集中式数据管理,实现了对资源的统一划分和调度,实现数据的全局性管理。 媒体服务器文件存储模式 实际上,在很多大规模监控方案中,为了解决媒体服务器性能瓶颈的问题,一般会采用服务器群的方式完成。但又带来新的问题,如多个服务器之间如何进行负载分担?某个服务器故障之后,系统如何将数据流量切换至其他服务器?这些服务器如何管理?如何共享一个存储空间?等等,解决这些问题需要一个非常优秀的集群管理系统,增加系统复杂性的同时,还需要一笔不菲的预算,更遗憾的是,目前业界还没有一个集群管理系统可以很好的解决该问题。 因此,前端设备到IP SAN的端到端直存就是一种很好的解决办法。在存储方式上,“数据块直存”的数据管理方式抛弃了媒体服务器,在IP网络的基础上,在编码设备中集成了iSCSI模块,使得编码设备可以基于iSCSI的协议端到端的把录像数据写入IP SAN存储设备中。 监控录像的检索效率 传统监控中,对于媒体流的文件存储模式,在录像检索时首先要根据摄像头、检索的时间查找到对应的文件,然后再进一步定位具体的时间点,从该时间点回放录像。历史数据检索的最小单位是文件,颗粒度太大,精确度低。 文件系统本来是为随机读写的数据管理应用设计的,检索效率较低,一个含几百万个文件的系统的检索效率很难想象。所以,当系统规模扩大后,传统数字监控方案的效率下降很快。 在“块直存”的系统中,“块”存储可以理解成自定义的一种文件系统,在裸盘上进行数据读写;时间作为每个数据单元的索引,并且把索引和数据单元保存在一个完全独立的逻辑存储空间上。录像的索引和数据形成独立的、完整的数据结构,这种数据结构完全由自己管理,不再由操作系统和文件管理。通过时间索引+块数据存储这种组合,在录像检索上,可以基于时间进行检索,可以快速定位到任意时间的录像,检索效率大幅度提高。在检索的颗粒度上,也不再受文件大小的限制,可以实现秒级的连续检索。 H3C创新存储模式—“iSCSI块直存” 作为IP领域的领导厂商之一,H3C同时在IP网络、IP视频、IP存储等领域有着长期的技术和产品积累。进入IP监控领域后,H3C将这些技术进行融合,首家将iSCSI块存储的存储方式引入监控中,从而有效的解决了媒体服务器引入的存储的性能、可靠性以及检索效率的问题。 在“块数据”和“直存”两者的技术基础上,通过全局性的资源统一划分和调度,实现数据的全局性管理。在大型监控系统里面,可能有成千上万个摄像机和海量的存储空间。 如何管理这些摄像头和存储设备之间的对应关系是一个非常复杂的难题。在“块直存”视频监控系统中,H3C引入了数据管理服务器单元(DM),以此来实现存储资源的统一管理。 DM是一个专用的数据管理设备,所有的摄像头和存储资源都由其管理。摄像头需要存储资源时,会统一向DM申请,DM会从存储空间中选择合适的存储资源分配给摄像头,使摄像头与这一块的存储资源建立读写关系。 IP SAN设备完成某个摄像头媒体数据块的存储工作后,根据监控点的IP地址、写入媒体数据的起始和终止时间,自动生成一个块索引值。DM和IP SAN之间进行通信,获取最新的视频存储信息,对所有监控图像的检索等通过DM完成。 当然,这种存储方式必然对监控厂商的技术积累和实力提出了更高的要求,如要求编码器支持双码流,实时监控视频流和存储视频流可以独立编码,同时编码器支持iSCSI协议。 双码流是现在所有高端编码器的基本要求,实现的厂商较多,编码器支持iSCSI则要求监控厂商同时具备专业的存储技术积累,对于目前的多数监控厂商而言,存在一定的技术门槛。可喜的是,我们看到,越来越多的监控厂商认识到存储对于一个监控方案的重要性,开始进行这方面的技术积累。

    时间:2019-07-28 关键词: 数字化 存储技术 网络化 视频存储 传输带宽

  • 芯片设计中数模混合集成电路设计流程

    芯片设计中数模混合集成电路设计流程

    芯片设计包含很多流程,每个流程的顺利实现才能保证芯片设计的正确性。因此,对芯片设计流程应当具备一定了解。本文将讲解芯片设计流程中的数字集成电路设计、模拟集成电路设计和数模混合集成电路设计三种设计流程。 数字集成电路设计多采用自顶向下设计方式,首先是系统的行为级设计,确定芯片的功能、性能,允许的芯片面积和成本等。然后是进行结构设计,根据芯片的特点,将其划分成接口清晰、相互关系明确的、功能相对独立的子模块。接着进行逻辑设计,这一步尽量采用规则结构来实现,或者利用已经验证过的逻辑单元。接下来是电路级设计,得到可靠的电路图。最后就是将电路图转换成版图。 系统功能描述主要确定集成电路规格并做好总体设计方案。其中,系统规范主要是针对整个电子系统性能的描述,是系统最高层次的抽象描述,包括系统功能、性能、物理尺寸、设计模式、制造工艺等。功能设计主要确定系统功能的实现方案,通常是给出系统的时序图及各子模块之间的数据流图,附上简单的文字,这样能更清晰的描述设计功能和内部结构。 为了使整个设计更易理解,一般在描述设计可见功能之后,对系统内部各个模块及其相互连接关系也进行描述。描述从系统应用角度看,需要说明该设计适用场合、功能特性、在输入和输出之间的数据变换。 逻辑设计是将系统功能结构化。通常以文本、原理图、逻辑图表示设计结果,有时也采用布尔表达式来表示设计结果。依据设计规范完成模块寄存器传输级代码编写,并保证代码的可综合、清晰简洁、可读性,有时还要考虑模块的复用性。随后进行功能仿真和FPGA 验证,反复调试得到可靠的源代码。其中,还要对逻辑设计的RTL 级电路设计进行性能及功能分析,主要包括代码风格、代码覆盖率、性能、可测性和功耗评估等。 电路设计大体分为逻辑实现、版图前验证和版图前数据交付三个阶段。逻辑实现将逻辑设计表达式转换成电路实现,即用芯片制造商提供的标准电路单元加上时间约束等条件,使用尽可能少的元件和连线完成从RTL描述到综合库单元之间的映射,得到一个在面积和时序上满足需求的门级网表。 时钟树插入也将在逻辑实现中完成,插入时钟树后,再进行逻辑综合、功耗优化和扫描链插入后得到门级网表,并通过延迟计算得到相关标准延时格式(SDF)文件。版图前验证利用逻辑实现得到的相关门级网表和SDF文件,进行门级逻辑仿真和测试综合,包括静态时序仿真、动态仿真、功耗分析、自动测试图形生成等,经过版图前验证得到的电路设计门级网表必须要满足一定的时序/功耗约束要求。 物理设计就是版图设计。将综合得到的网表和时序约束文件导入EDA软件中,进行布局布线,生成符合设计要求的Layout,在完成了全部的Layout之后,利用相关提取软件进行寄生参数提取,并重新反馈到物理实现的布局布线软件中,进行时序计算和重新优化,直得到满意的时序结果为止。 这时可以生产包含精确寄生信息的SDF文件,与布局布线后生成的网表一道进行时序分析。时序分析通过后,就可以导出布局布线后的GDS格式的版图数据,供后续流程使用。在版图设计完成之后,非常重要的一步工作就是版图验证。版图验证保证了芯片依照其设计功能准确无误地实现,主要包括设计规则检查(DRC)、电路版图对照检查(LVS)、版图的电路提取(NE)、电学规则检查(ERC)和寄生参数提取(PE)。 芯片设计十分值得大家关注,为保证芯片设计的正确性,我们应当了解每一个芯片设计流程。本文,将向大家简单介绍芯片设计流程中的模拟集成电路设计,希望大家通过本文对芯片设计的模拟集成电路设计有个模糊认识。其中每个步骤的具体做法,小编将在后续文章中为大家介绍。 早在20世纪80年代初期,就有人预言模拟电路即将消失。当时,数字信号处理算法的功能日益增强,而VLSI技术的发展又使得在一块芯片上集成数百万、上千万个晶体管成为可能。由于这些算法可以在硅片上紧凑而有效的实现,所以许多传统上采用模拟电路形式来实现的功能很容易在数字领域内完成,例如,数字音频和无线蜂窝电话。 完成一个模拟集成电路的设计,需要多个步骤,具体包括:①规格定义;②电路结构选择以及工艺确定;③具体电路设计;④电路仿真;⑤版图设计;⑥版图验证;⑦后仿真。混合信号集成电路设计对数字电路和模拟电路做整体上的考虑以及验证,这将面临许多挑战和困难。 传统的混合信号集成电路设计是采用有底向上的方法,用SPICE 等电路仿真器对混合电路中的模拟元件进行设计,用数字电路仿真器对数字电路部分进行仿真。然后通过手工建立网表,对数字和模拟电路的协同工作进行设计验证。然而,模拟电路和数字电路之间协同工作的验证比较困难,因此用这种传统设计方法仿真和验证整个混合电路系统既费时,又不精确,特别对于复杂度越来越大的系统而言,这种缺陷更显突出。 随着EDA 技术的飞速发展,混合信号集成电路设计推进到了自顶向下的设计流程。该流程同数字系统自顶向下的流程相似,但与纯数字系统的结构有所不同,这是因为混合系统模拟部分仍然需要自底向上的设计,需要更多的时间和丰富的知识与经验。因此,研究如何采用通用的设计方法和共有的约束与资源来建立混合系统,是十分有价值的。 混合信号集成电路的基本设计流程主要包括设计规划、系统级设计、模拟电路/数字电路划分、电路级设计与仿真、版图级设计与仿真等。研究和开发混合信号集成电路首先应从市场需求出发,选定一个研究开发的目标,然后确定混合信号集成电路的系统定义、系统指标,在此基础上开发和选择合适的算法。在这个阶段,需要根据电路的功能将模拟电路和数字电路划分开来。数字电路用来处理离散的信号,模拟电路则处理连续的信号。 电路可以通过具体的元器件,例如,运算放大器、晶体管、电容器、逻辑门等来表征。混合信号集成电路包括数字和模拟两部分,其中模拟电路一般全定制设计,采用自底向上的设计流程,进行全定制版图设计、验证、仿真;数字电路一般采用自顶向下的设计流程,进行寄存器传输级描述、寄存器传输级仿真、测试、综合、门级仿真。然后,将两种电路放在混合信号验证平台中进行混合仿真。 这种混合仿真可以是寄存器传输级的数字电路与晶体管级的模拟电路的混合仿真,也可以是门级或晶体管级的数字电路与模拟电路的混合仿真。目前设计者主要采用由Mentor Graphics、Synopsys 和Cadence 三大EDA 工具供应商提供的模拟和混合信号工具和技术进行混合仿真。 在这两个阶段,将整合后的电路级设计,结合相关物理实现工艺,进行对相关模拟电路和数字电路的版图设计、设计规则检查、版图验证、寄生参数提取等工作。之后通过相关的混合信号验证平台对整个系统进行混合信号电路的后仿真。在后仿真完成后,就可以将几何数据标准(GDSII)格式的文件送到制板厂做掩膜板,制作完成后便可上流水线流片。

    时间:2019-07-31 关键词: 半导体 集成电路 芯片 存储技术

  • FPGA在计算加速应用中与GPU的类比

    FPGA在计算加速应用中与GPU的类比

    FPGA 是一堆晶体管,你可以把它们连接(wire up)起来做出任何你想要的电路。它就像一个纳米级面包板。使用 FPGA 就像芯片流片,但是你只需要买这一张芯片就可以搭建不一样的设计,作为交换,你需要付出一些效率上的代价。 从字面上讲这种说法并不对,因为你并不需要重连(rewire)FPGA,它实际上是一个通过路由网络(routing network)连接的查找表 2D 网格,以及一些算术单元和内存。FPGA 可以模拟任意电路,但它们实际上只是在模仿,就像软件电路仿真器模拟电路一样。这个答案不恰当的地方在于,它过分简化了人们实际使用 FPGA 的方式。接下来的两个定义能更好地描述 FPGA。 电路模拟是 FPGA 的经典主流用例,这也是 FPGA 最早出现的原因。FPGA 的关键在于硬件设计是用 HDL 形式编码的,而且买一些便宜的硬件就可以得到和 ASIC 相同的效果。当然,你不可能在 FPGA 和真正的芯片上使用完全相同的 Verilog 代码,但至少它们的抽象范围是一样的。 这是与 ASIC 原型设计不同的一个用例。和电路仿真不同,计算加速是 FPGA 的新兴用例。这也是微软最近成功加速搜索和深度神经网络的原因。而且关键的是,计算实例并不依赖于 FPGA 和真正 ASIC 之间的关系:开发人员针对基于 FPGA 的加速编写的 Verilog 代码不需要与用来流片的 Verilog 代码有任何的相似性。 这两种实例在编程、编译器和抽象方面存在巨大差异。我比较关注后者,我将其称为「计算 FPGA 编程」(computaTIonal FPGA programming)。我的论点是,目前计算 FPGA 的编程方法都借鉴了传统的电路仿真编程模型,这是不对的。如果你想开发 ASIC 原型的话,Verilog 和 VHDL 都是正确的选择。但如果目标是计算的话,我们可以也应该重新思考整个堆栈。 让我们开门见山地说吧。FPGA 是一类很特殊的硬件,它用来高效执行模拟电路描述的特殊软件。FPGA 配置需要一些底层软件——它是为了 ISA 编写的程序。 这里可以用 GPU 做类比。在深度学习和区块链盛行之前,有一段时间 GPU 是用来处理图形的。在 21 世纪初,人们意识到他们在处理没有图形数据的计算密集型任务时,也会大量使用 GPU 作为加速器:GPU 设计师们已经构建了更通用的机器,3D 渲染只是其中一个应用而已。 FPGA的定义以及和GPU的类比 计算 FPGA 遵循了相同的轨迹。我们的想法是要多多使用这一时兴的硬件,当然不是为了电路仿真,而是利用适合电路执行的计算模式。用类比的形式来看 GPU 和 FPGA,则: 为了让 GPU 发展成今天的数据并行加速器,人们不得不重新定义 GPU 输入的概念。我们过去常常认为 GPU 接受奇特的、强烈的、特定领域的视觉效果描述。我们实现了 GPU 执行程序,从而解锁了它们真正的潜力。这样的实现让 GPU 的目标从单个应用域发展为整个计算域。我认为计算 FPGA 正处于类似的转变中: 现在还没有针对 FPGA 擅长的基本计算模式的简洁描述。但它和潜在的不规则并行性、数据重用以及大多数静态的数据流有关。和 GPU 一样,FPGA 也需要能够体现这种计算模式的硬件抽象:Verilog 用于计算 FPGA 的问题在于它在低级硬件抽象中效果不好,在高级编程抽象中的效果也不好。让我们通过反证法想象一下,如果用 RTL(寄存器传输级)取代这些角色会是什么样。 甚至 RTL 专家可能也无法相信 Verilog 是可以高效开发主流 FPGA 的方式。它不会把编程逻辑推向主流。对于经验丰富的硬件黑客来说,RTL 设计似乎是友好而熟悉的,但它与软件语言之间的生产力差距是不可估量的。 事实上,对现在的计算 FPGA 来说,Verilog 实际上就是 ISA。主要的 FPGA 供应商工具链会将 Verilog 作为输入,而高级语言的编译器则将 Verilog 作为输出。供应商一般会对比特流格式保密,因此 Verilog 在抽象层次结构中会处于尽可能低的位置。 把 Verilog 当做 ISA 的问题是它和硬件之间的距离太远了。RTL 和 FPGA 硬件之间的抽象差距是巨大的:从传统角度讲它至少要包含合成、技术映射以及布局布线——每一个都是复杂而缓慢的过程。因此,FPGA 上 RTL 编程的编译/编辑/运行周期需要数小时或数天,更糟糕的是,这是一个无法预测的过程:工具链的深层堆栈可能会掩盖 RTL 中的改变,这可能会影响设计性能和能源特性。 好的 ISA 应该直接展示底层硬件未经修饰的真实情况。像汇编语言一样,它其实不需要很方便编程。但也像汇编语言一样,它的编译速度需要非常快,而且结果可预测。如果想要构建更高级的抽象和编译器,就需要一个不会出现意外的低级目标。而 RTL 不是这样的目标。 如果计算 FPGA 是特定类算法模式的加速器,那当前的 FPGA 并不能理想地实现这一目标。在这个游戏规则下能够击败 FPGA 的新硬件类型,才可能带来全新的抽象层次结构。新的软件栈应该摒弃 FPGA 在电路仿真方面的遗留问题,以及 RTL 抽象。

    时间:2019-08-01 关键词: 晶体管 芯片 GPU 存储技术

  • IMEC 对晶圆级封装的几点思考

    IMEC 对晶圆级封装的几点思考

    IMEC提出了一种扇形晶圆级封装的新方法,可满足更高密度,更高带宽的芯片到芯片连接的需求。IMEC的高级研发工程师Arnita Podpod和IMEC Fellow及3D系统集成计划的项目总监Eric Beyne介绍了该技术,讨论了主要的挑战和价值,并列出了潜在的应用。 晶圆级封装:适用于移动应用的有吸引力的封装解决方案 如今,许多电子系统仍然由多个元件组成,这些元件在晶片切割后单独封装,并且使用传统的印刷电路板互连。然而,这些年来,对于更“苛刻”的应用就需要先进的3D集成和互连技术。因为这大大减小了电子系统的尺寸,并且实现了子电路之间更快,更短的连接。这些技术之一是晶圆级封装(Wafer Level Packaging),即多个裸片在晶圆上同时被封装。由于整个晶圆现在是一次性封装,因此该解决方案比传统封装方案成本更低。此外,所得封装后芯片尺寸更小,更薄,这是智能手机等尺寸敏感设备非常看重的。在现今的智能手机上,大概5/7的芯片是晶圆级封装的,而且数量还在不断增加。 扇入和扇出 有两种主要类型的晶圆级封装:扇入式和扇出式,它们的区别主要在重分布层中。重分布层(通常是有机层)用于将裸片的接口(I/ O)重新布线到所需的(凸块)位置。扇入就是重分布层迹线向内布线,形成一个非常小的封装(大致对应于裸片本身的尺寸)。但是,重分布工艺还可以用于扩展封装的可用区域,延伸芯片触点到超出芯片尺寸就形成了扇出式封装。通常,这种扇出WLP(FO-WLP)技术提供比扇入式WLP技术更多的I /O数量。 在移动应用中,扇出晶圆级封装正在逐步取代更传统的封装上封装(PoP)存储器逻辑芯片堆叠解决方案。 这些PoP比扇出式厚得多,并且受到的互连带宽和密度以及有限的间距缩放(几百微米)的限制。在这些应用中,FO-WLP也优于其他可用的高带宽3D技术,例如3D堆叠(其中逻辑管芯中的热点可能影响存储器数据保持能力)或2.5D堆叠(其中较长的互连线产生较高的互连功率和额外成本)。 两个基本的“扇出”流程 在过去几年中,已经涌现了各种FO-WLP方法,以满足对高数据速率和宽I/ O数量的日益增长的需求,并满足对封装上增加的功能集成的需求。所有这些方法都从两个基本的扇出流程中的一个开始:“mold first”或“redistribution layer first”。 在“mold first “工艺中,首先将裸片组装在临时载体上,然后进行晶片包覆成型。环氧树脂的功能是保护各个组件并将它们粘在一起。在最后,制作重分部层并建立连接。在“redistribution layer first”工艺中,在重分布层的工艺之后再做裸片组装和晶片注塑成型。 这些方法中的每一种都有其自身的一些缺点。例如,在“mold first “工艺中,裸片通常在注塑成型之后发生移位,这使得实现低于100μm的互连节距非常具有挑战性。“redistribution layer first”工艺中,可实现的密度受到(有机)再分布层能够实现的线和空间分辨率的限制。 Flip-chip on FO-WLP:一种新的“扇出”方法,可实现更高的互连密度 为了满足更高密度,更高带宽的芯片到芯片连接的需求,IMEC团队在300mm晶圆上开发了一种新颖的FO-WLP方法,称为Flip-chip on FO-WLP。 这个工艺属于“mold first ”工艺,但与标准的“mold first ”工艺相反,芯片在包覆成型之前已经互相连接。 下面将解释这种方法的优点以及挑战。 这种新的扇出方案的已经在TQV上得到验证。TQV由七个独立的芯片组件组成:Wide I / O DRAM,闪存,逻辑,两个TPV裸片和两个硅桥。因为这个TQV只是用于验证。因此,逻辑和存储器芯片不是全功能的:它们是“模拟”裸片,用于测试凸点连接之间的电连续性。 硅桥和TPV裸片是实现高密度连接的关键部件。TPV裸片具有硅通孔(TSV)和40μm节距的凸点。硅桥具有40μm和20μm节距的凸块。这些元件在功能芯片(例如逻辑和存储器芯片)之间形成桥接,实现具有20μm凸块节距的超高芯片到芯片互连密度。 与标准“mold first “工艺相比,另一个关键工艺是裸片间的紧密对准。在该关键组装步骤中,需要将各个裸片高精度地放置并临时键合在平坦的硅晶圆上。 工艺流程细节 在组装工艺流程的第一步骤中,将TPV片和逻辑裸片放置在覆有临时键合层的载体晶片上。接下来,使用热压接合(TCB)工艺连接硅桥(具有40μm和20μm的凸块间距)与逻辑裸片和TPV裸片。在该工艺步骤中,具有40μm节距的凸块连接到逻辑裸片的左侧和TPV裸片。20μm间距凸块连接到逻辑裸片的右侧。在下一步骤中,晶片由液态化合物注塑成型。测试显示完全填充,甚至是硅桥下方区域。然后,通过研磨抛光暴露铜柱,以便稍后与重分布层连接。在将减薄的晶片翻转并第二载体键合,并移除第一载体。之后,使用倒装芯片技术组装存储器裸片。最后,再一次晶圆级注模和第二载体的移除完成工艺流程。在工艺步骤之间,会进行连续性测试以验证电路完整。最后得到封装厚度仅为300-400μm的芯片(不包括焊球)。 主要挑战和解决方案 这套工艺流程带来了一系列挑战,需要克服这些挑战才能确保具有超高芯片到芯片互连密度的全功能封装解决方案。 其中一个问题是在组装工艺流程中裸片可能倾斜,特别是对于长而窄的TPV裸片和硅桥。这些裸片的倾斜可能会破坏组件之间的互连。为了评估倾斜是否以及何时发生,IMEC团队采用不同的力量来放置TPV裸片。该团队观察到,即使是最大的贴装力,倾斜也限制在5μm以下,这足够低以保持连接性。 接下来是,逻辑裸片和TPV裸片之间的对准,这已经引起了相当大的关注,并且被认为是FO-WLP工艺的关键因素。 逻辑裸片和TPV裸片彼此靠的非常近,并且需要精确的对准步骤以实现后续的硅桥40μm和20μm凸块节距堆叠。例如,为了实现所需的20μm凸块间距,仅可以容忍逻辑裸片和TPV裸片之间的最大+/-3μm的对准误差。为了实现这种极小的误差,该团队将对准标记引入到载体和裸片设计中。逻辑裸片首先与载体对准。接下来,放置TPV裸片,与载体对准因此与逻辑管芯对准。最后,使用高精度堆叠热压键合设备来放置硅桥。 在随后的模制过程中,裸片仍然会移位,从而损坏TPV和硅桥之间或逻辑裸片和硅桥之间的凸块连接。因此,IMEC团队在成型之前和之后进行了专门的电气测试。测试表明,模塑过程不会影响连接的完整性。基于这些结果,可以假设,如果这些裸片在注塑时移位,它们应该是在相同的方向上作整体位移,因而不会破坏连接性。 总结和未来展望 通过这种新颖的方法,IMEC团队在扇出环境中展示了具有20μm凸块节距的创纪录的芯片到芯片互连密度。在不久的将来,该技术将得到进一步改进,电气和射频行为将以不同的配置进行评估。 所提出的技术对于移动应用尤其具有吸引力,因为它以非常小的形状因子实现了经济有效的WideI / O存储器到逻辑芯片互连。 最终,FO-WLP上的倒装芯片也可能成为异构集成的支持技术,瞄准高性能应用。它可以提供一种在电气高度互连的封装中集成多个裸片的方法,包括高性能计算,存储器和光通信模块。

    时间:2019-08-13 关键词: 存储器 芯片 晶圆 存储技术

  • SSD与机械硬盘的对比,谁熟谁劣?

    SSD与机械硬盘的对比,谁熟谁劣?

    在日常生活中很多人都听说过一句俗语,“木桶定律”告诉我们,一只木桶能装多少水,不取决于最长的那块木板,而是取决于最短的那块。这个原理普遍存在于日常生活中,典型的例子就是我们再熟悉不过的电脑。电脑由CPU、内存、SSD、显卡等硬件构成,他们协同工作,因此任何一环出现短板,都会影响到电脑的性能表现,影响用户的使用体验。 传统的机械硬盘,由于烦琐的机械构造和糟糕的读写速度,严重制约了电脑的性能表现。尤其是在游戏载入时,其极慢的读写速度面对大量的数据,让用户耗在等待上的时间就不少。在电脑这个协调作业的闭环里,机械硬盘自然成为了最短的那块木板。 好在有了SSD,这种状况才有所改变。SSD基于闪存颗粒读写,没有机械结构的束缚,拥有快速的读写速度以及超低的延迟,让硬盘终于跟上其他硬件的步伐,大大提升了用户的使用体验。所以,一旦你将电脑中的机械硬盘换成SSD,所带来的改变将是方方面面的并且立竿见影。 装上SSD,游戏加载快人一步,场景切换也更加流畅自如;装上SSD,PS、PR等专业软件基本秒开,素材加载一步到位;装上SSD,应用程序多开时,鼠标转圈圈的现象基本消失;装上SSD,网页快速加载,甚至可以秒速启动;可以这样说,把机械硬盘换成SSD,就好比“绿皮火车”换成“高铁”,高速度带来的高效体验立竿见影。 除了速度快,SSD卓越的抗摔抗震性也为数据安全提供了良好保护。区别于传统机械硬盘,SSD的储存介质是闪存颗粒,没有机械部件。因此,它在抗摔防震方面具有明显的优势。这点对笔记本用户来说非常友好,出差携带,防震抗摔,让数据妥善保存。 没有机械部件,SSD自然就没有了机械活动的嘈杂声音,加上更小的体积和更轻的重量,让用户用上SSD之后,就再也回不去机械硬盘的时代了。SSD的出现,极大推动了电脑性能的提升。而用户只要升级一块SSD,就能享受极速稳定的体验。 GAMER M.2 RGB SSD,作为影驰首款支持可控RGB灯效的M.2 SSD, 集中展现了影驰对未来SSD发展的探索和理解,并以精密细腻的工艺和耳目一新的设计,为玩家带来全新的使用体验。强大的PS5012-E12C主控搭配高规格的闪存颗粒,读写速度高达1700/1500MB/s,让电脑反应更加灵敏迅速,游戏运行更加流畅,大幅提升玩家的使用体验。 除了快,GAMER M.2 RGB 还加入了RGB灯效,支持影驰GALAX Aurora Sync软件动态调节,可实现7种不同灯效模式,1680万色,为用户呈现变幻万千的视觉效果。

    时间:2019-10-19 关键词: ssd 存储技术 机械硬盘

  • IBM z15的弹性和价值的进一步得到了释放

    IBM z15的弹性和价值的进一步得到了释放

    众多企业都有自己的存储数据库,那这些怎么存储就是一个技术难点,需要运用到各项技术,比如存储技术。在企业数字化转型的过程中,技术的创新总也赶不上客户业务需求的变化,两者中间似乎总有一道填不平的鸿沟,这也是让客户感到郁闷的地方。IDC的研究显示,今天的企业正在向数字化转型的深水区迈进,越来越多的企业关键工作任务负载将逐渐迁移至云端。 IBM z15的推出能够帮助客户掀开数字化重塑的“第二篇章”吗?答案是肯定的。IBM z15通过提供一个超安全、敏捷和持续可用的平台,帮助企业在数字化转型中迈出下一步。 如今《财富》100强企业中有三分之二都在使用IBM Z。借助IBM z15,客户可以获得更多的收益和弹性:首先是扩展的弹性,IBM z15每天可处理高达1万亿笔网络交易,支持大型数据库,在单台z15系统中横向扩展至240万个Linux容器,与裸机x86平台相比,运行相同的网络服务器负载,每个z15 LPAR(逻辑分区)上的Linux容器,最多可以多出2.3倍。 其次是缩短时延,使用企业数据压缩集成加速器(Integrated Accelerator for z Enterprise Data Compression ),在加密前压缩安全的网络交易数据,而不是用传统的软件压缩的方式,可将IBM z15上运行的延迟减少到三十分之一,CPU效率提高28倍;最后是性能的增强,与IBM z14相比,IBM z15的内核增加12%,内存增加25%,可以充分满足企业数字业务的处理需求。 1982年,巴西Bradesco银行推出了巴西首个在线活期账户更新模型,并进行了巴西首次远程银行处理。这两项创举都是在IBM主机平台上实现的。今天,该银行的所有核心数据依然运行在IBM主机上。基于IBM z15提供的强大处理能力、弹性、安全性和灵活性,能够更快地为客户提供新产品和新服务。IBM主机的弹性由此可见一斑。 在云的世界里,IBM主机的弹性、灵活性依旧不可小觑。IBM Z的一个定位是安全的混合云策略的中心点。比如,IBM z15包括的z/OS Container Extensions与z/OS Cloud Broker两项功能,可以帮助开发人员更方便地构建和管理云应用程序。 IBM之前已经宣布,将在IBM Z和LinuxONE上支持红帽OpenShift平台。借助基于IBM Z和LinuxONE的Linux上支持云原生开发的集成工具和功能丰富的生态系统,这项服务将加快实现更高的可移植性和灵活性。云开发人员可以利用OpenShift部署z/OS应用程序,而不需要掌握特殊的Z技能。通过将这些产品和服务与IBM卓越的企业平台IBM Z和LinuxONE结合,可以更好地打造安全开放的混合多云平台,进一步释放IBM z15的弹性和价值。

    时间:2019-10-19 关键词: IBM 存储技术 基础架构 高端存储技术

  • LDPC码不适合工业存储?这是为何?

    LDPC码不适合工业存储?这是为何?

    工业领域都熟知LDPC码,它是麻省理工学院Robert Gallager于1963年在博士论文中提出的一种具有稀疏校验矩阵的分组纠错码。几乎适用于所有的信道,因此成为编码界近年来的研究热点。它的性能逼近香农限,且描述和实现简单,易于进行理论分析和研究,译码简单且可实行并行操作,适合硬件实现。 LDPC码被认为是当今 3D TLC 和 QLC 存储器中提高错误率的解决方案。然而它们并不适合每个市场。 低密度奇偶校验(LDPC)码是一种纠错码,渐增性用于需要通过信道进行高效信息传输的应用,存在来自卫星或地球发射机的视频广播等破坏性噪声。在过去十年中,LDPC 码在闪存领域也越来越受到关注。广泛用于 SLC 和 MLC 闪存技术的 BCH 代码无法提供令人满意的性能,因为当今的 3D TLC 和 3D QLC 闪存的备用区域有限,因而被其他具有使用软解码能力的代码取代,例如 LDPC 码。尽管这些代码适用于某些应用,但它们却有两个主要缺点。 图 1:目前可用的不同类型的闪存 每个单元存储的位越多,数据保留越低,故障位的数量越多。虽然 SLC 和 MLC 主要采用平面闪存技术制造,但 TLC 和 QLC 采用 3D 技术制造。 LDPC 在某些领域的表现很好,但在其他领域只有平均水平 LDPC 码对于具有高错误率的输入数据表现出优异的性能。很少有其他代码达到这种性能水平,因为它甚至接近理论最大值香农极限(Shannon limit)。另一方面,它们的性能对于输入数据来说很普通,几乎没有错误。对于少数输入错误,失败的错误纠正非常频繁 - 其他代码在这方面达到明显更好的结果。因此,LDPC 码用于在低输入错误率的情况下偶然错误是可接受的情况,但是需要高错误率的高性能,例如,地面数字视频广播标准 DVB-T。在这种情况下,失败的校正将导致视频流中几个像素的错误颜色 - 这是可接受的。对于另一种情况 - 输入数据中的大量错误 - 视频流将尽可能长时间保持不间断(例如黑屏)。 这种利弊关系解释 NAND 闪存控制器中 LDPC 码的出现。最新的 NAND 闪存技术显示出非常高的错误率 - 尤其是针对消费者市场的错误率。 LDPC 码接近满足这些要求的理想条件。然而,还有其他市场偶尔的错误对于错误率低的输入数据是不可接受的。工业市场就是其中之一。系统级可靠性的一个共同标准是 JEDEC 企业规范:它要求整个工作寿命的速率小于 10-16 帧错误。令人印象深刻的是,LDPC 码的性能接近 NAND 闪存的使用寿命,但它在内存的生命周期内并没有达到此要求,即闪存作为错误纠正输入的变化误码率 - 在开始时低,在生命结束时高。 LDPC 性能只能估算 为了应对 JEDEC 的这种苛刻的规范,康斯坦茨应用科学大学和 Hyperstone 已经基于广义级联码(GCC)开发了不同的纠错码。在高输入错误率方面,它的性能不会超过 LDPC 代码。但是,它确实显示出低和中错误率明显更好的性能。主要优点是可以计算性能,因此可以保证所有输入错误率,而 LDPC 性能只能针对低和中错误率进行估算。有关这方面的详细说明,请参阅我们可免费下载的可靠闪存存储基础白皮书“错误纠正代码”。这意味着除了显示低至中的输入错误率的普通性能外,目前还不清楚 LDPC 将提供什么样确切的水平性能。这一事实完全使其无法在工业和企业存储市场中使用。 图 2. Hyperstone 最新的 SSD 控制器可以满足最高要求的应用可靠性 最高要求的纠错功能 在 Hyperstone 最新闪存控制器中基于 GCC 的纠错功能与称为校准的机制密切配合。该机制确保闪存单元的读出电压始终处于最佳位置,从而在闪存整个生命周期内产生低至中等位的误码率。因此,纠错单元输入端的数据错误量保持在最佳输入条件下 - GCC 纠错明显优于基于 LDPC 的纠错条件。虽然校准结合 GCC 改善了系统级性能,但它不会提升基于 LDPC 的误差校正,因为它将输入误差率从有利范围移到对 LDPC 较不有利的范围。 LDPC 码是闪存控制器的纠错中的普遍代码。它们非常适合可接受偶发错误的消费性产品使用。在对可靠性要求很高的工业市场中,它们根本不适合。 GCC 与先进的校准相结合,能够轻松满足工业市场的苛刻要求。

    时间:2019-10-22 关键词: 存储技术 ldpc码 工业存储

  • 富士通完美布局嵌入式系统存储用了整整二十年

    富士通完美布局嵌入式系统存储用了整整二十年

    根据预测,2023 年人类数据的产生将会超过 103 个 ZB(数据单位量级 GB\TB\PB\EB\ZB)!全球内存市场几年前价格疯涨对于 IT 产业业者大概仍然心有余悸!随着这场“芯片战争”的硝烟而起的是,中国存储行业海量投资的相关产线纷纷上马,并预计在今年逐渐开花结果,即将可能形成中美韩三国争霸的局面,存储产业未来的风云变幻也将更加风谲云诡。特别是随着 5G 部署落地、人工智能、大数据和物联网的普及,数据存储已经进入长期向上稳定增长的通道。 在存储技术领域,低容量密度的嵌入式系统关键数据存储一直似乎风平浪静,其中利用铁电晶体的铁电效应实现数据存储的 FRAM 技术波澜不惊的从一个小众产品变成覆盖几乎绝大部分应用领域的存储技术。在 1980 年代首个试验成功的 FRAM 电路问世,其通用功能就被认为可以取代 DRAM、SRAM 和 EEPROM 等常规存储器,从早期 Ramtron、Celis 半导体、Hynix、Macronix、英飞凌、三星、三洋、TI、东芝等诸多豪强入局“厮杀”,到如今“剩者为王”的少数 FRAM 大厂并存,FRAM 技术在过去数十年的竞争中不断突破与发展,最终逐渐登上主流行业与应用的“C 位”! 富士通半导体,正是业界知名的 FRAM 方案提供商之一。在不久前的一次采访中,富士通电子元器件(上海)有限公司产品管理部总监冯逸新告诉笔者:“富士通 FRAM 的优势总结起来就是一组数据:10 兆次、20 年、37 亿颗!10 兆次代表了富士通 FRAM 产品本身性能优异的高读写耐久度,20 年则是富士通专注 FRAM、成功量产与不断创新的宝贵经验,37 亿颗表示了量产以来的累计出货量。毫无疑问,富士通 FRAM 正在广泛赋能各行各业的创新应用!” 深耕计量领域,FRAM 赋能八千万表计产品 工业领域可以说是富士通 FRAM 的“传统优势项目”,从早期发力工业三相电表、特殊产业设备,到现在“寻常百姓家”随处可见的水电气热等智能表计,富士通 FRAM 具有竞争力的性价比优势,进一步加速其推广至更广泛的工业应用。“FRAM 铁电存储器在智能电表行业已经作为标准存储器被广泛采用,其高达 10 兆次的数据读写耐久度确保了电表的数据可靠性,以 1 秒写入一次数据计算,智能电表的使用寿命可长达 10 年,”冯逸新向笔者透露,“富士通 FRAM 面向全球电表客户累计交货 8 千万片,在中国与海外市场的占有率非常高,已经被威胜集团、Itron、林洋能源、海兴电力、西门子等业界主流的电表供应商所采用。” 与此同时,富士通 FRAM 也逐渐打入无锡聚成、浙江威星、EMERSON、E+H、TEPLOKOM 等全球范围的智能水气仪表主要供应商,成为准确记录和存储关键数据的标准元件。与电表直连电源不一样的是,水气表的解决方案必须依靠电池供电,因此功耗成为了关键。富士通 FRAM 拥有工作电流小、功耗低的优势,在解决方案中采用 FRAM 意味着电池可以小型化,而且能延长电池寿命,简化电路系统设计,降低整体 BOM 成本。 图 1:富士通 FRAM 逐渐被全球范围的智能水气仪表供应商采用 针对严苛环境下的特殊工业应用,富士通还在 2018 年推出了工作温度低至零下 55℃的 FRAM 铁电存储器 MB85RS64TU,进一步延伸以往零下 40℃产品的极限低温,维持在该特性上远超竞争对手的优势。可以说,这款产品特别适用于在极寒地区挖掘天然气与石油资源的设备,以及测量设备、流量计及特殊机器人等,成为了富士通探索极端应用场景的一次重大突破! IoT 存储器风口之争,FRAM 这些特性成为关键 随着万物互联时代的到来,物联网对终端设备的数据存储能力提出了全新的挑战,如确保数据可靠、数据快速读写以及超低运行功耗等,存储器产品又一次遇上了风口!当被问及 FRAM 在 IoT 领域的应用时,冯逸新称:“FRAM 在 IoT 中很重要的一个应用是 RFID,FRAM RFID 具有耐辐射性、低功耗与快速读写的三大显著优势,可以确保 IoT 应用中数据的可靠性,富士通正在 RFID 行业与全球领先的标签 /inlay 制造商开展紧密合作。” 图 2:富士通 FRAM RFID 产品系列,赋予嵌入式设备全新价值 值得一提的是,富士通 FRAM RFID 技术作为物流库存管理中替代条形码的最优解决方案而广为人知。类似的如零售行业中采用 FRAM RFID 技术的电子纸,仅在显示数据改写时才消耗电能,因此不需要电池就可直接驱动,这正是 FRAM 低功耗的优势! 另外,由于富士通 FRAM RFID 具备抗辐射性,在医疗领域需要放射线杀菌的应用场景中具备突出的优势。医药品、生化制剂、血浆制剂、医疗器材等在嵌入 FRAM RFID 后,能够追溯整个产品的放射线杀菌过程,帮助医药产品的管理更加高效和安全。冯逸新总结道:“在要求高可靠性、抗辐射等高端医疗设备中,FRAM 有着近乎 100%的应用,并不断拓展新的技术!” 高温特性获得突破,汽车关键信息存储获青睐 2017 年开始,富士通先后推出适用于汽车电子应用的 FRAM 产品 MB85RS256TY、MB85RS128TY、MB85RS64VY 和 MB85RS2MTY,这几款器件可在高达 125℃的高温环境下运作,专为汽车产业和安装有电机的工业控制设备而打造,并在同年验证通过了严苛的汽车行业 AEC Q100 标准规范。 图 3:富士通率先推出工作温度达 125℃的车规级 FRAM 产品 冯逸新称:“汽车产业正在经历史上最大幅度的转型,一方面是新能源汽车的普及,另一方面则在于自动驾驶技术的突破。这两款 FRAM 产品是针对汽车产业变革而尝试突破的创新产品,富士通研发人员从内部回路开始重新设计,使得产品工作温度范围扩大至 -40~125℃,进一步提高了产品的可靠性。” 新能源汽车与自动驾驶技术的发展,要求车载电子控制系统对于存取各类传感器数据的需求持续增加,因此高效能非易失性内存技术的需求愈发凸显。FRAM 拥有高速随机存取、高读写耐久度、非易失性等优势,可完美适配此类应用。富士通车规级 FRAM 产品可支持如胎压监测(TPMS)、安全气囊数据储存、事故数据记录器(EDR)、电池管理系统(BMS)、汽车驾驶辅助系统(ADAS)及导航与信息娱乐系统等应用中实时且持续的数据储存。经过仅仅两年时间的市场推广,富士通车规级 FRAM 产品就成功打入了东风、金龙、宇通、上汽通用五菱、华晨宝马、一汽、御捷、江淮、奇瑞等整车厂的诸多 Tier-1、Tier-2 供应链,市场表现十分出色! FRAM 与 NRAM、ReRAM 并举,富士通差异化市场竞争策略 事实上,除了以上领域富士通 FRAM 已经广泛应用在更多的领域,包括医疗、工业等等。为满足更多差异化应用需求,富士通近年来还投入开发与试产下一代高性能存储产品——纳米随机存储器 NRAM 及可变电阻式随机存取内存 ReRAM。前者兼具 FRAM 的高速写入、高读写耐久性,又具备与 NOR Flash 相当的大容量与造价成本并实现很低的功耗,富士通 NRAM 的第一代产品、16Mbit 的 DDR3 SPI 接口产品最快将于 2020 年底上市;后者已经成功推向市场并量产,首款 8Mbit 的 MB85AS8MT 一大特色是极低的平均电流,在 5MHz 工作频率下仅需 0.15mA 读取数据,这让需透过电池供电且经常读取数据的装置能达到最低功耗。“简略地讲,FRAM 用于数据记录;ReRAM 可替代大容量 EEPROM;NRAM 用于数据记录和电码储存,还可替代 NOR Flash。” 冯逸新总结道。擅长以差异化独特性能产品打市场的富士通即将建立更完善的嵌入式系统存储产品阵列,势必将在存储行业再次快速拓展新局面。

    时间:2019-10-29 关键词: 富士通 存储技术 嵌入式布局

  • 意法半导体推出新的存储器容量4Mbit的 EEPROM存储器芯片

    意法半导体推出新的存储器容量4Mbit的 EEPROM存储器芯片

    近日半导体行业资讯,半导体供应商意法半导体推出了新一代存储器芯片,集前所未有的存储容量与读写速度和可靠性于一身,新产品让我们每天使用的产品设备能够做更多的事情,让我们的生活和工作更丰富。 意法半导体的新的存储器容量4Mbit的EEPROM可让小型设备捕获更多的数据,通过串行SPI总线保存在存储器内。有了这款存储器,智能表记计等仪表设备能够提高数据记录量,从而更有效地管理能源网络,提供更人性化的计费方式;便携式医疗设备可以更密集地记录患者数据,提高医疗护理质量;智能穿戴设备等消费类产品可以支持更多的用户功能和更高的精度;在这些应用中,存储器的低功耗特性还有助于延长电池的续航时间。高容量存储器还可以给网络交换机等各种工业控制和通信基础设施应用带来好处。 意法半导体存储器事业部总经理Benoit Rodrigues表示:“ ST是世界公认的最大的串行EEPROM芯片厂商,串行存储器广泛用于消费、工业和汽车相关设备系统,我们将继续推动技术创新。市场上首款4Mbit EEPROM器件是采用我们自己的CMOS技术生产,该技术目前是业内最先进的110nm EEPROM制程。” 意法半导体的M95M04 EEPROM存储器兼备前所未有的存储容量与出色的能效,适用于精打细算的预算紧张的应用项目,扩大了意法半导体以高度可靠、持久耐用的10亿次全内存读写周期享誉市场的存储器产品家族。新产品能够在5ms内写入512字节,可实现低延迟的快速的系统操作。

    时间:2019-11-25 关键词: st 存储技术 存储器芯片

  • 英特尔和美光科技推出突破性存储技术

    英特尔和美光科技推出突破性存储技术

    21ic讯 英特尔公司和美光科技有限公司今天推出了一种名为3D XPoint™的非易失性存储器技术,该技术有潜力对那些得益于快速访问大量数据的任何设备、应用或服务实现革新。现已投入生产的3D XPoint技术是存储器制程技术的一项重大突破,也是自1989 年NAND闪存推出至今的首款基于全新技术的非易失性存储器。 互联设备和数字服务的爆炸式增长产生了大量的新数据。为了让这些数据变得更有价值,必须对这些数据进行非常快速地存储和分析,而这也为设计内存和存储解决方案时必须权衡成本、功耗和性能的服务提供商和系统制造商带来了挑战。3D XPoint技术集当今市场中所有存储器技术在性能、密度、功耗、非易失性和成本方面的优势于一体。与NAND相比,这项技术在速度及耐用性方面均实现了高达1000倍的提升3。此外,相比传统存储器,该存储器技术的存储密度也提升高达10倍。 “数十年来,业界一直在寻找各种方法来降低处理器和数据之间的延迟,以加快分析速度,”英特尔公司资深副总裁兼非易失性存储器(NVM)解决方案事业部总经理Rob Crooke表示:“这种新型的非易失性存储器将实现这一目标,并为内存和存储解决方案带来颠覆性的性能。” “处理器访问长期存储的数据所需的时间成为现代计算中最显著的障碍之一,”美光科技有限公司总裁Mark Adams表示:“作为一种革命性技术,这种新型的非易失性存储器能够支持海量数据集的快速访问并实现全新的应用。” 数字世界的成长速度十分惊人。预计到2020年,数字化的数据将由2013 年的4.4 ZB增长至44 ZB4。3D XPoint技术可在几纳秒内将这些海量数据转变为有价值的信息。例如,零售商可以使用3D XPoint技术更快地识别出金融交易中的欺诈检测模式;医疗研究人员能够实时处理和分析更大的数据集,从而加快基因分析和疾病跟踪等复杂任务。 3D XPoint技术的性能优势还可以改善个人计算的体验,让消费者享受到更快速的社交媒体互动和协作,并获得更逼真的游戏体验。由于这一技术具备非易失性,可使应用这一技术的设备在断电时数据不会丢失。因此,该技术也成为各种低延迟存储应用的理想之选。 新方案,面向突破性存储技术的架构 3D XPoint技术诞生于十多年间的研究与开发。该技术能够以较低成本满足用户在非易失性、高性能、高耐用性和高容量方面对存储与内存的需求。它开创了一种可显著降低延迟的新型非易失性存储器,使得在靠近处理器的位置存储更多数据成为可能,并以此前的非易失性存储无法达到的速度来访问更多数据。 基于更少晶体管数量构建的创新型交叉点架构建立了一个存储单元位于字线和位线交叉点的“三维棋盘”,以支持对单个存储单元的独立访问。基于这个架构的存储器,数据可以作为更小的片段进行写入和读取,从而实现更快速、更高效的读取/写入操作。 关于3D XPoint技术的更多详细信息包括: · 交叉点阵列结构——垂直导线连接着1280亿个密集排列的存储单元。每个存储单元存储一位数据。借助这种紧凑的结构可获得高性能和高密度位。 · 可堆叠——除了紧凑的交叉点阵列结构之外,存储单元还被堆叠到多个层中。目前,现有的技术可使集成两个存储层的单个芯片存储128Gb数据。未来,通过改进光刻技术、增加存储层的数量,系统容量能够获得进一步提高。 · 选择器——存储单元通过改变发送至每个选择器的电压实现访问和写入或读取。这不仅消除了对晶体管的需求,也在提高存储容量的同时降低了成本。 · 快速切换单元——凭借小尺寸存储单元、快速切换选择器、低延迟交叉点阵列和快速写入算法,存储单元能够以高于目前所有非易失性存储技术的速度切换其状态。 3D XPoint技术将于今年晚些时候给选定的用户提供样品,而英特尔与美光也正在各自开发基于这一技术的产品。

    时间:2015-07-29 关键词: 英特尔 美光科技 存储技术 技术前沿

  • 下一代存储技术都包含什么技术

    下一代存储技术都包含什么技术

    也该是时候了,经过十多年的沉潜,这些号称次世代记忆体的产品,总算是找到它们可以立足的市场,包含FRAM(铁电记忆体),MRAM(磁阻式随机存取记忆体)和RRAM(可变电阻式记忆体),在物联网与智能应用的推动下,开始找到利基市场。率先引爆话题的,还是台积电。 2017年5月,台积电技术长孙元成首次在其技术论坛上,发表了自行研发多年的eMRAM(嵌入式磁阻式随机存取记忆体)和eRRAM(嵌入式电阻式记忆体)技术,分别预定在2018和2019年进行风险性试产,且将採用先进的22纳米制程。 研发这项技术的目标很清楚,就是要达成更高的效能、更低的电耗,以及更小的体积,以满足未来智能化与万物联网的全方面运算需求。目前包含三星与英特尔都在研发相关的产品与制程技术。 通常,一个一般的嵌入式设计,其实用不上嵌入式记忆体的技术,只需要常规的NOR和NAND Flash记忆体,搭配DRAM即可。若是对于系统的体积与运作效能有更高的需求,例如智能型手机和高阶的消费性电子,也能透过使用MCP(Multi Chip Package;多芯片封装)技术,将为NOR和DRAM,或者NAND和DRAM封装在一个芯片中来达成。 若有较高的资料储存需求,则可使用eMMC(embedded Multi Media Card)嵌入式记忆体规范技术,运用MCP制程将NAND Flash与控制芯片整合在一个BGA封装裡,再搭配DRAM来设计系统。 更先进的系统,则可使用eMCP(embedded Multi Chip Package)嵌入式多芯片封装技术,把NAND Flash与DRAM,以及NAND Flash控制芯片封装在一个芯片上,不仅进一步简化电路设计,降低主系统负担,同时也保留了高储存容量的可能性。   图1 : Crossbar是少数具有RRAM商业量产能力的业者,图为其COMS整合技术,能整合逻辑芯片与记忆体。 然而,随着网络传输频宽越来越大,智能应用衍生的资料运算与储存需求也水涨船高,嵌入式系统对于记忆体封装技术的需求也扶摇直上,并寻求效能更好的记忆体解决方桉。此时,新一代的嵌入式记忆体技术与次世代非挥发性记忆体的结合就成了最佳解决方桉。 物联网与AI推升次世代记忆体需求 微型化,固然是物联网装置的一个主要设计需求,但低功耗与高耐用度也是必须考量的两大关键,尤其是物联网设备一旦完成安装,运行时间可能长达数年,特别是工业和公共设备的领域上。 另一方面,随着人工智能的发展,智能化的需求开始涌现在各个产品应用上,包含汽车、医疗与金融业,对运算效能的需求也倍速增加,因此产业也开始寻求能够匹配高速运算,同时满足低功耗与耐用需求的记忆体解决方桉。此时,人们又把目光移到当年被冷落的次世代非挥发性记忆体身上。 相对于目前主流的NOR与NAND Flash记忆体,这些号称次世代记忆体几乎在所有方面完胜它的竞争者,不仅具备更好的读写速度,更低的电耗,同时非常耐用,能够承受在汽车和工业的环境,唯一的缺点,就是成本。 也由于成本的缘故,这些次世代记忆体并没有大量生产的市场空间,因为如果只从容量价格来看这些次世代记忆体目前仍没有大量商用的价值,也完全无法跟主流的快闪记忆体竞争。不过如果针对特定应用,或者是嵌入式记忆体等级的设计,那麽这些次世代记忆体可说是明日之星。 目前市场上能够提供次世代记忆体产品的业者并不多,主要的有富士通(Fujitsu)和赛普拉斯半导体(Cypress)提供FRAM产品,採用串列(I2C和SPI)和并列介面的解决方桉,已量产的容量从4Kb至4Mb。 在MRAM方面,则有美商Everspin Technologies和Spin Transfer Technologies (STT),其中Everspin是目前市场上唯一一家提供商用MRAM产品的业者,提供的芯片容量从128Kb到16Mb,而主要的应用领域则集中在工业、航太、车用、能源与物联网。   图2 : 记忆体比较图表 至于RRAM,则被业界认为最有机会成为主流次世代记忆体的技术,同时也是目前投入研发厂商最多的技术。包含Adesto Technologies、Crossbar、三星半导体(Samsung semiconductor)、美光(Micron)、海力士(Hynix)和英特尔都拥有生产RRAM技术。 但值得注意的是,虽然投入的业者众多,但其中仅有Adesto Technologies和Crossbar具有商业量产的能力,尤其是Crossbar已与中国的中芯国际合作,正积极拓展中国市场,而提供的储存容量从128Kb到16Mb。 在台湾,工研院也成功研发出RRAM的生产技术,并已在院内的8吋晶圆试产,未来将会与台湾的记忆体业者合作,导入12吋晶圆的制程寻求量产的机会。 更具杀伤力的嵌入式记忆体技术 独立式(standalong)的次世代记忆体已可大幅提升系统的效能,但採用直接在SoC芯片中嵌入的设计,则可将效能再往上提升一个等级。因此,嵌入式记忆体技术所带来最直接的成果,就是效能与体积。 由于嵌入式记忆体制程是在晶圆层级中,由晶圆代工厂把逻辑IC与记忆体芯片整合在同一颗芯片中。这样的设计不仅可以达成最佳的传输性能,同时也缩小了芯片的体积,透过一个芯片就达成了运算与储存的功能,而这对于物联网装置经常需要数据运算与资料储存来说,非常有吸引力。 以台积电为例,他们的主要市场便是锁定物联网、高性能运算与汽车电子等。 不过,目前主流的快闪记忆体因为採电荷储存为其资料写入的基础,因此其耐用度与可靠度在20nm以下,就会出现大幅的衰退,因此就不适合用在先进制程的SoC设计裡。虽然可以透过软体纠错和演算法校正,但这些技术在嵌入式系统架构中转换并不容易。所以结构更适合微缩的次世代记忆体就成为先进SoC设计的主流。 另一方面,次世代记忆体也具有超高耐用度的,所以无论是对环境温度的容忍范围或者存取的次数,都能远远超过目前的解决方桉,因此这些新的嵌入式记忆体技术就更运用在特定的市场。 以RRAM为例,欧洲研究机构爱美科(Imec)几年前就已经发表了10nm制程的技术,突破了目前NAND Flash的极限。近期MRAM技术也宣布其制程可以达到10nm,甚至以下。 不过次世代嵌入式记忆体SoC芯片的制程非常困难,不仅整合难度高,芯片的良率也是一个门槛,目前包含台积电、联电、三星、格罗方德(Globalfoundries)与英特尔等,都投入大量的人力在相关生产技术研发上。 而以发展的时程来看,次世代嵌入式记忆体技术将会先运用在特定用途的SoC和MCU上,而随着制程成熟与价格下降后,将会有更多的应用与市场。

    时间:2018-01-26 关键词: fram 存储技术 技术前沿 mram

  • Crossbar新型RRAM芯片 邮票大小存储1TB数据

    Crossbar新型RRAM芯片 邮票大小存储1TB数据

    位于美国加州的创业公司 Crossbar 今天发布了一种新型的芯片,能以邮票大小的体积存储 1TB 的数据。这种芯片采用 RRAM 技术(可变电阻式记忆体,Resistive Random Access Memory),可颠覆传统的闪速存储器,数据存储速度是其 20 倍,很有可能成为每年 600 亿美元闪存市场的有力竞争者。 由于闪存是从 iPhone 到平板电脑到数码相机都必备的硬件之一,因此 Crossbar 的前景被投资者看好,获得了来自 Kleiner Perkins Caufield & Byers,Artiman Ventures 和 Northern Light Venture Capital 的 2500 万投资。   和闪存一样,RRAM 也是一种非易失性的存储器,这意味着数据可以永久储存不丢失,哪怕是在电源被切断的情况下。而 Crossbar 在其设计中采用了三层结构的设计——一个非金属底层电极,中间的无定形硅交换介质,还有最上层的金属电极。当电压施加至两电极时,它交换介质内会形成一定数量的电阻细丝,因此其电阻式可变换的。   通过 Crossbar 的芯片,未来手机和平板的存储速度、备份、归档等各方面性能都将有所提升。而从企业角度出发,供应商可以在数据中心中搭建 SSD 和云计算设备。RRAM 还可运用于物联网中,甚至智能电表、恒温器这样的智能设备,以及诸如 Google Glass 等可穿戴式设备,因为它的电耗更低,可以延长电池使用寿命。 目前 Crossbar 团队有 20 位成员,正准备自己制造芯片并向市场出售,同时也打算向 system-on-a-chip 的供应商提供技术支持,在同个芯片中将 RRAM 和其它组件联系到一起。Crossbar 申请了 100 项相关专利,其中 30 项已被批获。 IHS 的高级分析师 Michael Yang 说:我们今天所存储的 90% 的数据都是近两年产生的。实时的数据生成和接收越来越成为现代生活的一部分,并且在未来几年还会快速增长。然而,我们过去一直沿用至今的存储方式,比如二维的 NAND(一种存储技术),在物理和工程方面都显露出巨大的局限性。而Crossbar 的 RRAM 恰好迈过了这道门槛,因此很有可能成为未来取代性的存储技术解决方案。

    时间:2016-05-20 关键词: ssd 存储技术 rram 新品发布

  • 全新手机存储技术UFS 2.1浮现

    全新手机存储技术UFS 2.1浮现

    手机等移动设备的硬件发展可谓日新月异,仅几年的时间,处理芯片已经从单核发展到了八核,屏幕分辨率从960x540发展到了2K,运行内存也从1GB发展到了6GB。其实对于手机硬件狂飙猛进的发展现象还是比较好理解的,毕竟我们对手机运行速度有着较高的要求。 实际上,除CPU、GPU、运行内存等核心硬件会影响手机的性能外,闪存(ROM)也是影响手机处理速度的重要部件。毕竟闪存决定着手机读写数据的速度,手机闪存读写速度越快,手机安装或者启动APP以及存放文件的速度也就越快。   手机的闪存的内部构造与U盘和SSD的差异不太,同样具备了NAND(存储数据的MLC/TLC闪存颗粒)以及负责控制数据传输和闪存磨损平衡的主控IC,只是因为手机内部空间有限(寸土寸金),两者是终被封装到同一块芯片内。 然而,小到掉到地板也不好捡的手机闪存,在近几年来也有着突飞猛进的发展。譬如,手机闪存的eMMC标准规格从eMMC 4.4发展到eMMC 4.5,读取速度实现翻番达到200MB/s。然后,很快又进入了eMMC 5.0时代,读写速度再次翻番达到400MB/s。 接着,在去年初的时候迎来最新的eMMC5.1,理论带宽达到600MB/s。这时eMMC标准规格已经基本榨干,搅局者UFS 2.0便开始亮相。   进入UFS 2.0时代,读写速度提升300% 相较于eMMC的闪存,UFS 2.0的闪存采用了新的标准,其使用的是串行界面,支持全双工运行,能够同时读写数据(eMMC是半双工,读写必须分开执行)。 因此,在读写速度上面,UFS 2.0会领先eMMC一大截,譬如UFS 2.0闪存读写速度最高可达到1400MB/s,是eMMC 5.0的3倍。   三星在15年初最早在Galaxy S6上使用了UFS 2.0内存,目前,包括高通骁龙821/820、三星Exynos 8890等旗舰芯片都已经支持UFS 2.0,UFS 2.0已经逐步普及到各种旗舰机型上。 除了三星外,东芝和海力士也已经能够生产UFS2.0,相信UFS 2.0的全面普及将很快来临。   值得一提的是,UFS 2.0的闪存除了读写速度有着巨大优势,其功耗也有着较为理想的表现。 同时,虽然UFS 2.0满载时的功耗功率比eMMC的高,但其待机功耗只有eMMC的一半左右,而且UFS 2.0可以更快地完成操作而切换到待机状态,因此其综合功耗水平与eMMC的差不多。 UFS 2.0没对手?苹果还跑在前头 实际上,UFS 2.0目前并非没有对手,而其强敌就是苹果。 苹果使用的移动闪存方案借鉴了MacBook固态存储的方案,非常前瞻性地引入了NVMe协议,而且支持TLC/SLC混合缓存加速。相较传统的SCSI接口协议,NVMe协议具有高效率、低负载的特性,因此性能更高而且低延时。     实际的读写测试结果显示,iPhone 6s Plus的内存数据读取速度明显比Galaxy S7的UFS 2.0闪存快,而且iPhone 6s Plus的内存数据写入速度是Galaxy S7的UFS 2.0闪存的2.65倍。 不过,在随机读写速度方面,iPhone 6s Plus的闪存却被UFS 2.0扳回了一城,但整体来看,iPhone 6s Plus的闪存连续读写速度还是遥遥领先UFS 2.0。 PS:最新的iPhone 7使用的依然是NVMe存储,性能相比于iPhone 6s没有太大变化,只有一些正常波动,整体水平依然远胜安卓阵营。         不急,UFS 2.1才是大杀器! 尽管目前UFS 2.0的闪存被苹果压制着,但其还有很大的提升空间。实际上,UFS 2.0共有两个版本,其中一个是HS-G2,也就是目前的UFS 2.0。 然而,另个一个版本则为HS-G3,可以称为UFS 2.1,其数据读取速度将飙至1.5G/s,也就是目前UFS 2.0的两倍。 由于UFS 2.1具有更快的数据读写速度,相信其很快就会代替UFS 2.0 ,成为主流的闪存方案。如果,UFS 2.1得以普及,我们手机运行速度以及文件存放速度将会有明显的提升,而且留给开发者的开发空间将更大。因此,UFS 2.1技术的商用是目前行业关注的集点。 据悉,三星计划在今年内投产UFS 2.1闪存,而且也有可能是首家采用该闪存的厂商。此外,还有消息称华为计划在今年内发布的麒麟960处理器也将支持UFS 2.1,而且新机也有可能率先使用UFS 2.1的闪存。 实际上,这方面华为、三星都有希望成为第一个。究竟是谁呢?让我们拭目以待。

    时间:2016-10-13 关键词: 存储技术 行业资讯

  • 新型存储技术提高私有云性能

    共享是伟大的,但是共享是否能够提高私有云存储服务性能呢?可考虑使用新型固态硬盘(SSD)和网络选项来帮助您获得您所需的速度。 私有云可提供一个集敏捷性、灵活性和运营开销于一体的定价模式,但是其性能,尤其是与存储服务相关的性能是一大挑战。当用户在管理私有云时,管理员们需要经常地了解底层存储资源的使用状况,以避免出现存储资源短缺的情况。 企业中的所有用户都在共享使用他们的私有云存储服务。这是可能的,因为私有云是网络存储,同时根据数据中心的配置,私有云可能距离服务器实例并不遥远。网络和协议的延迟将降低带宽的可用性,但是真正对私有云存储性能产生不利影响的是,底层存储资源是共享使用的这一事实。对于每一个硬盘驱动器(这仍然是云环境中存储资源物理的普遍存在)而言,无论其容量有多大,它们都能够提供每秒150次的I/O操作(IOPS)。对于目前一般系统已安装硬盘驱动器约为4TB的容量来说,这仅仅相当于三年前单位TBIOPS的四分之一。换而言之,存储速度正在变慢。 性能变化问题也同样源于私有云存储资源的共享特性。I/O事件往往是突发性而非稳定性的。如果流量并不繁忙,那么远超平均水平的I/O突发应用事件将可获得快速的服务响应。但是,有时候一个高流量应用的租户邻居会长期占用I/O系统,从而影响服务器上所有其他租户并导致他们需要更长的运行时间,造成工作滞后。 固态硬盘提高云存储性能 优化企业私有云存储资源的一个方法就是效仿大型云服务供应商(CSP)的做法。CSP们针对计算应用和存储应用分别推出了各种不同的实例选择。固态硬盘(SSD)存储和全闪存缓存是两个用户可以部署并提高IOPS的新技术,同时随着固态硬盘产品价格不断地向传统硬盘看齐,人们可以预计SSD存储产品在未来三年内成为市场中的一个可选项。 SSD提高IOPS的幅度是相当巨大的,相对于传统硬盘其增幅范围从100倍到1000倍各不相同。这一性能飞跃将有助于解决共享网络存储反应缓慢的问题,但这样一来,现在的网络和存储设施控制器就变成了瓶颈,从而使多租户环境仍然会受到其中高流量邻居租户的影响。例如典型的10GbE(千兆以太网)更快速的网络已经悄然上市,例如25GbE和每个链路有四个通道的骨干链接。 虽然新技术的具体部署将需要一定的时间,嘈杂的租户邻居问题仍然存在,但是更快的网络速度将能够解决瓶颈问题并提高云存储的性能。使用高价SSD永久存储设备的解决方案就是在服务器中部署本地实例SSD存储。实例存储并不是持久性的存储应用,它需要网络复制设备进行写操作,但是它可以显著地减少在“一次写操作八次读操作”典型用例中的I/O负载。同时,这是将所有写操作映射至网络永久性存储设备的好方法,大部分的读操作都是在本地实现的。 通过使用实例存储,SSD可提供满足高流量应用租户所需的足够I/O资源,从而实现应用程序运行的巨大性能提升。如果操作系统(OS)支持非对称镜像I/O模式,那么用户就可以避免重写I/O例程。 谷歌云平台的存储教训 云分析公司CloudSpectator的一份报告称,在谷歌云平台中,值得注意的一点是其I/O率有着2%的变化。这表明,云供应商在处理高流量应用租户问题方面是有着其内部机制以及高效I/O传输机制的。虽然谷歌公司将这一内部机制视为商业机密,但是我们确实知道谷歌公司会针对其存储数据进行实例本地化处理,从而降低延迟。 此外,谷歌的管理软件可按实例来监控I/O率,可以调整服务质量来弥补高工作负载,或者甚至将实例从高工作负载应用中移开。在私有云中,这可能需要在服务器上部署特殊的高I/O实例,并辅以约束条件。 内存内技术、容器技术的作用 内存内技术很可能会推动I/O应用未来在云领域中的发展。例如,谷歌已经拥有了RAM硬盘存储选项,而非易失性双列直插内存模块(NVDIMM)将使此类存储产品的价格更亲民,并将内存扩展至众多TB级存储设备。随着应用对I/O速度需求的不断提升,NVDIMM内存将取代本地实例存储。NVDIMM技术也非常适合超融合拓扑结构,它把所有的存储和计算资源都集成到近在咫尺。 容器技术则为云存储性能问题增加了一点热情。基于容器技术的虚拟化方法可在任意服务器上增加实例数量三至五倍。虽然只需要一个操作系统镜像,但是每台服务器上运行的I/O也将大大增加。但是,随着SSD和HVDIMM如上所述变化,应该有大量的I/O。 当开发私有云存储时,应特别关注存储软件的选择。RedHat公司和SanDisk已合作开发用于部署SSD的Ceph,该工具在OpenStack社区中表现出色。Scality和Caringo在这一领域也表现较为活跃,而在集成设备方面DDN的WOS系统也表现出非常高的性能。

    时间:2016-10-13 关键词: 存储技术 行业资讯

  • 东芝重生:架构重组,加速创新,布局汽车、工业、互联网、存储

    东芝重生:架构重组,加速创新,布局汽车、工业、互联网、存储

    随着成功出售西屋电气债权,西屋电气给东芝带来的困局正式宣告结束。东芝电子这家百年老店,在面临数字时代的种种新机遇和新挑战的关键时刻,是否能够把握机遇,焕发新生,继续创新和前进的步伐?东芝电子举办媒体发布会,阐释了公司新的发展布局。 重生:架构重组,加速创新 从去年开始,东芝集团逐步开始启动新的运营体制,将内部4个事业公司分拆成立4个东芝100%控股的新公司。新公司分别专注四个领域——能源、社会基础设施、电子元器件、ICT解决方案。 在东芝电子中国方面,市场重心将从消费类电子领域向数据中心、工业、物联网、车载等领域转移。至于半导体领域,东芝电子中国涉及两个半导体公司,包括TDSC(东芝电子元件及存储装置株式会社)和TMC(东芝存储器株式会社)。分立器件和存储等产品近年来市场增长很快,这两块业务对东芝电子中国将具有重要意义。 针对数据中心与工业物联等新兴市场,东芝将推出一系产品解决方案。随着云端以及数据传输等相关行业的快速发展,对系统设计带来诸多挑战,兼容性、功耗、网络连接能力、高性能图像处理能力等,东芝将进一步抓住行业热点,在数据相关领域的接口、蓝牙、图像识别等诸多方面推出创新的产品和解决方案。 汽车:抢抓风口商机 汽车行业的创新发展已经成为最大的风口之一。公司改组后,东芝将进一步加大在汽车市场的投资和研发力度。东芝半导体和硬盘存储部门2017年年底已经在东京总部成立了汽车战略事业部。东芝电子中国也成立了中国汽车市场事业部。 东芝为车用电子市场提供了全面的元器件解决方案,从图像识别处理器、存储器、以太网桥接芯片到高性能光耦、车载电机驱动等,满足汽车信息娱乐、自动驾驶、车联网、新能源等需求。其中颇具代表性的是用于高级驾驶辅助系统(ADAS)的Visconti系列图像识别处理器、车规光耦、功率器件等。 工业:更低功耗、更高效率 在数字技术和智能化的冲击下,一直以来非常传统的工业市场也面临着转型发展的新契机和新挑战,进一步夯实工业控制领域的核心基础如电机控制、功率处理、电源管理等非常关键。基于在电机驱动、功率模块、电源管理和无线充电等方面的开发经验,东芝电子推出系列解决方巡查,可实现更低功耗、更高效率、更集成的架构和高度的智能化。如东芝推出的一项名为Fit Fast Structured Array(FFSA)的创新技术。 FFSA是一种创新的定制型SoC开发平台,它提供金属可配置标准单元逻辑门、SRAM、高速SerDes协议和输入/输出缓冲器,能满足不同客户的需求。FFSA定制化SoC开发平台是介于FPGA和ASIC之间的产品,用于设计和制造适用于各个场景的计算芯片,它的功能和功耗表现出色,非常适合当前市场快速迭代的发展方式。 物联网:轻松连接,智能交互 随着物联网在各行各业的进一步落地,行业走向了又一个发展高潮。然而支撑物联网的基础技术才是让应用真正落地的有力保障。 东芝提供的语音识别新方案:ApP Lite应用处理器——TZ2100,在不联网的情况下就能够迅速识别语音命令,识别的时间控制到0.3到0.4秒以下;东芝的蓝牙解决方案,最大的特点就是低功耗,并且支持非常宽的工作温度范围,符合工业和车载等苛刻环境要求。通过东芝蓝牙IC已经可以实现各种应用,比如利用语音控制,用蓝牙来传送语音命令到手机,再上传到云端,以及用蓝牙功能实现超市价格标签的随时变化,用蓝牙的方式实现键盘和智能低功耗的通讯,用蓝牙组网来实现照明的方案,进行照明的控制等等。 存储:打造一体化存储解决方案 存储设备和存储技术一直是主宰数字时代的核心技术,随着云计算、大数据、物联网的深入发展,更是成为支撑整个产业的坚固后盾。2017年2月,东芝推出最新一代64层BiCS FLASH器件,通过采用TLC技术实现了512Gb单Die(晶元切割单位)的容量。它通过16个Die堆叠 结构实现了1TB的单一封装容量。同年6月,推出采用TLC技术的96层BiCS FLASH原型样品。同时,东芝还继续投资扩大存储产品的制造研发。除了继续扩大四日工厂规模,还在岩手县新建闪存工厂,生产东芝存储器株式会社的专有闪存“BiCS FLASH”。 作为一体化存储解决方案供应商,东芝的存储产品覆盖从NAS、汽车、机顶盒、电脑、监控设备、数据中心和服务器等各种应用的多种存储产品。比如,用于移动应用的UFS存储器、物联网用的无线SDXC卡“Flash Air”、企业级及消费级NVMe和SAS SSD等等。东芝还拥有世界首个14TB CMR HDD和领先技术,将继续进行尖端技术的研发以进一步提高硬盘容量。

    时间:2018-05-30 关键词: 芯片 东芝 存储技术 行业资讯

  • 学习存储技术的5个阶段

     学习存储技术的5个阶段 Tags: 学习存储 几个月前,我写了一篇名为“我是如何 学习存储 的”文章,虽然在这篇文章中我详细地介绍了自己学习存储的过程,但据大家反应并不具有代表性,特殊化的东西太多。为了能给刚开始学习 存储技术 的新人,或准备学习存储技术的朋友有一个相对明确的指导,我写了本文。 我个人建议学习存储技术可以分为前期准备阶段、存储新人阶段、存储老人阶段、存储高人阶段和存储牛人阶段,每个阶段应该学习或应该达到的目标如下: 前期准备阶段: 1、至少熟悉一个操作系统(windows,unix或linuix),特别是操作系统中对磁盘设备,磁盘和分区管理部分。 2、知道熟悉一种文件系统的原理、创建和管理。 3、至少熟悉一种应用系统读写数据的方式,是文件访问、数据块访问和流媒体访问,熟悉系统中各服务器在数据读写时的流程和调用方式。 4、熟悉物理磁盘、逻辑磁盘、volume.分区等基本概念、区别和关系。 5、非常熟悉各种级别的RAID之间的区别、读写访问时的区别。 6、熟悉IP协议、SCSI协议。 7、具有一定的英文阅读能力,可以看明白IT技术类资料。 我所说的熟悉不是仅仅知道概念,而是要能够很清楚地解释或写出来,至少能用理论正确地说服自己,这才叫熟悉。 这些都是学习存储技术前必须具有的基础东西,如果你不具备,请在学习存储技术的过程中不断的深化,但建议有一定的基础。 存储新人阶段: 1、了解FC 协议,了解FC协议的OSI模型,熟悉WWN地址的原理和作用。 2、至少熟悉一个品牌FC交换机的安装、调试、管理和故障排除,深刻理解ZONE的概念和作用。 3、至少熟悉一款FC存储设备的安装、调试和管理,熟悉存储、FC交换机和主机之间连接方式和设置指令。 4、熟悉该款存储设备的创建RAID、 LUN 、LUN MAPPING、block size、cache等基本操作的指令、原理、各项参数的区别和优化方法。 5、熟悉 快照 、镜像、复制等指令。 6、说白了,要熟悉该款设备的任何一个指令。 建议在这个阶段只选定一两款设备,深入、深入再深入。把所有其它设备的资料束之高阁。如果你有上机操作的机会,请在设备上反复进行练习。也可以下载个别厂商提供的模拟机软件。若能做到闭着眼睛都可以完成每步操作、知道每步操作的作用就表示你已经胜利完成初学阶段了。 存储老人阶段: 1、熟悉不同操作系统和文件系统下,存储设备逻辑卷的管理和使用。 2、熟悉不同应用系统下选择最佳的RAID方式,控制器cache工作方式。 3、至少熟悉一款存储设备的逻辑模块图,了解各模块之间的工作方式和调用方式。 4、熟悉应用系统对带宽、IOPS等性能指标的要求。 5、熟悉SCSI,ISCSI,FC协议。 6、知道什么是存储介质,什么是存储设备的类型,什么是存储系统的网络架构。 7、熟悉3-5款存储设备的指令和功能。不要求记住命令行,只要求知道命令的作用,能区分它们之间的异同点。 8、了解 存储虚拟化 、重复数据删除、持续数据保护、 绿色存储 等概念。 当有人问“ NAS 、ISCSI和FC那个最好”这样的问题,或者说“端口越多cache越大,性能就越好”这样的话,你可以从内心深处鄙视他的时候,就说明你已经完成了该阶段了。 写到这里,突然觉得写不下去了。再回头看看,发现把学习指导写成了能力评定标准了。越来越觉得不能给每一个阶段指定必须要学习什么,我见过几个牛人化了很多年时间只去深入一个方向。再者技术分工也很多,我也没有能力一一列举出来。不过我相信等过了这个阶段,大家就自然会明确自己下一步该学习什么,该在哪一个方面继续努力。 存储高人和存储牛人两个阶段我就不写了,免得贻笑大方。呵呵。

    时间:2017-02-16 关键词: 存储技术 基础教程

  • 我是如何学习存储技术的

     经常有很多网友问我,作为一个新入门的存储人,该如何去学习存储技术,存储行业该如何入门,希望我能给点建议。每当遇到这样的问题时,我总是不敢轻易作答,因为我自己从事存储技术类工作也是半路出家,之前并没有化大量的时间去专门学习存储,更没有参加过很多厂商或者集成商的技术培训,也没有什么存储证书。唯一的一次与存储有关的培训是2004年的两天半Brocade BCFP,记得因为当时工作特别忙,两天半培训中我迟到两次、早退一次、缺课半下午。所以几天后的考试没有通过,以后也没有时间再去考了。呵呵,想想真惭愧。 我(个人介绍)在大学里学的是水利水电工程建筑,是一个非计算机类的传统型专业。从毕业后在长江三峡水电站的两年混凝土施工工作开始,到现在存储厂商售前技术工程师,在这十年的时间里,我曾经正式工作过的单位有5个,分别属于水电、网站、校园网、广电、和存储等5个行业。 接触存储和SAN网络始于2002年。那时候刚到sobey上班,感谢公司给我了将近4个月的培训和实习机会,让我有机会和有时间深入地学习DDN S2A6000(我看过的第一台存储设备)。跟着老员工一起接受S2A6000的技术培训和安装配置操作,并有大量的时间可以让我自己动手。跟着老员工一起搭建非编制作网(一个40多台主机的SAN网络),调试Vixel FC交换、安装FC HBA卡驱动,安装SANergy软件(SAN网络存储系统管理软件)。我们在同一个网络上做了四次测试,所以我有机会将所有的操作重复了4遍以上。那个时候我虽然可以很快的完成工作,但我心里还是不懂为什么要这样做,不明白SAN网络和IP网络(但是对IP网络也不是很明白)为什么有区别,WWN地址和IP地址的工作什么到底有什么不同。只是很积极的争取动手的机会,有把握的独立完成,没把握的事,就在同事的注视下自己操刀干,这样一旦有错误他会马上提示。 后来我在北京有三个月的时间一个人负责3个非编制作网(5-10台主机的SAN网络)的维护。感谢老天,当时那3个网络不是有问题就是需要升级系统平台,让我让机会将这3个网络格式化重装了5遍,呵呵,有两遍我做错了。总部的同事也能给我非常及时和认真细致的电话支持。即使是在这个过程中,我仍然对SAN网络很迷糊,知其然,不知道其所以然。等到这些工作完后的快两周时间里,当我反复回想近半年的工作时,有一天忽然一下子明白了什么是SAN,为什么要用到FC 交换机。呵呵,有点像佛学里讲的顿悟,又像武侠小说里主人公的功力突然进入了一个很久不能到达的层次。 一个月后,国内第一个大型媒体资产管理在CCTV开始实施。我全程参与了整个系统的30台应用服务器和200台工作站、两套存储系统和数据流磁带库、以及其它很多系统的安装过程。这些系统在当时不是最新的、就是最大的。感谢老天,在系统建成后半年里,因各种原因迟迟没有开始使用,同时也没有人关注,所以我有时间和有机会,反复去熟悉系统。有点过分的是,除了几台一点都不懂的服务器没有动过之外,其它所有的服务器、存储设备都被我格式化重新安装过,幸好都能按原样调试好。在这段时间,我也充分利用该系统做了很多实验和测试,以验证自己的疑问和想法。 那段时间虽然没有人管我是否上班,是否迟到早退,但我差不多每天都是早早到机房,直到晚上十点才离开。那是我这辈子学习最认真,最努力的半年多时间。学的东西最多,记忆的最清楚,现在我还记得30多台服务器和200台工作站的位置(分布在3幢办公楼里),S2A和DFT现在都还是我最熟悉的存储设备。 后来直到加入UIT之间的很长一段时间,我工作的中心一直都在视频编辑方面,即使是做了一年非编系统售前技术,存储占工作的比重也不是很多。但这段时间对我学习存储来讲仍然是一个很重要的过程,它是一个进一步消化、沉淀和酝酿的过程。多次对新同事和客户的培训也让我有机会去梳理以前的所学,使之更加条理化,也就是在那个时候我逐渐有了想写点东西的想法。 2005年10月份我来到UIT。说实话,别看我现在整天给客户忽悠ISCSI,当时还真的不知道什么是ISCSI。是工作需要逼迫我必须尽快熟悉公司的产品和其它厂家的产品,我这才开始比较全面翻看和查阅与存储有关的技术资料和文档。 通过这么多年接触存储,我总结自己学习存储的经历如下: 1、动手操作。动手是人学习一项技能时最有效、最快速的方法,同时也是记忆一件事情时最有效、最快速、记忆时间最长的方法。我一直以来都体行动手第一的思想,有机会一定要自己动手操作。以前项目实施时,有把握的自己做。没把握的,让同事在旁边看着自己做,遇到问题他可以随时提醒。更早之前,当我开始学电脑时,卖的书也都是插图比较图、操作步骤化的书,这样只需要按书上的提示操作两遍就可以理解和记住。因此我建议大家有就会接触存储时,一定想办法亲自动手操作。 2、认真地重复操作。不要认为重复做一件事就只是简单地重复,重复地次数多了,量变就会发生质变。当你认真地做了,就会发现每一次重复中都能获得新的东西或发现新的问题。正是因为当初反复重装多次网络才出现了"顿悟"。对S2A重复做RAID,发现了原来S2A双控制器的工作方式与其它存储是不一样的,选择不同扩张柜中的磁盘存储设备的带宽也有可能发生变话,因此知道了该如何去优化存储设备的带宽和IOPS性能。重复做性能测试,发现设置不同的BLOCKSIZE,测试的结果也是不一样,因而知道了不同类型的业务系统,blocksize的大小应该是不同的。通过一遍一遍安装SANergy软件,知道了SAN存储共享系统中管理软件的工作原理,以及正确维护共享系统的方法和措施。一遍一遍查看数据迁移系统的日志记录,才发现系统设计的存储策略和迁移策略有问题,提出优化方案后,将数据流磁带机的损坏率由原来的每年12台,减少到不到1台。这些都是从一遍遍的重复操作中得来的。 其实不管是做售前还是售后,工作很多时候都是重复,只是面对的人有区别,业务系统略有不同罢了。如果你认为重复不是积累,只是简单地重复,你可能什么都得不到。 3、只专一类技术。虽然存储技术只是整个IT技术中很小的一个分类,但存储技术内仍然有很多分类。作为我们这样的普通人,不可能对存储技术的每一类都非常清楚,在每一个技术方向都能有建树。当然那些牛人例外。那么何不只专某一个分类呢?找一个自己熟悉、有一定基础的认真地深入下去,只要努力一段时间很快就会出成绩。实际上我们平时看到的牛人差不多也只是在某一两个技术方面很牛,其它方面一般罢了。只要你能在一个方面做的很深,那你也是牛人。 另外很多厂商的产品只是在技术参数、指标、名称上有区别,很多功能都是相通或者差不多的,所以当你从外到内,由浅到深地了解了一个产品后,再去了解别的产品就非常容易了。我只是个一般人,所以我选择了自己熟悉的视频应用类存储系统,平时看的资料也主要是与视频存储的技术。实际上我调试过的存储设备只有两款,但因为对这两款设备所有模块的功能都比较熟悉,再遇到别的设备时就很容易去理解了,剩下的区别就是命令行不同罢了。 4、重视基础知识。现在很多开始学习存储人可能有一个浮躁的毛病,喜欢学习最流行的技术,看知名厂商的白皮书,听新产品的报告,和人聊最新的话题,好像不这样就不是搞存储的。我觉得大家关注的这些实际上都厂商用来市场宣传的噱头,很新很实际的东西太少,了解一下就可以了,没有必要太执着。所谓"信息生命周期管理"就是通过应用系统、结合预先设定的存储策略和迁移策略使数据在不同的时期存储在不同的存储设备上。所谓"统一存储"说白了就是在一台高性能服务器上安装NAS软件、FC target和ISCSI taiget软件,使之可以对外提供IP、FC和ISCSI访问协议。所谓"存储虚拟化"其实就是对存储设备上的逻辑卷再进行一次逻辑化。 这些概念和噱头最核心的内容其实还都是建立在SCSI、IP、fable channal、文件系统以及操作系统等很多基础内容之上的。想要深入了解存储技术,第一步就是深入了解操作系统和文件系统。对主机来讲,NAS只是相当于一个网络共享磁盘,DAS、FC存储、ISCSI存储相当于本地磁盘。存储系统设计的核心就是操作系统对磁盘和文件系统的管理和业务流程的设计和优化了,剩下的就是简单地按照说明书对存储设备本身进行安装调试了。这就是为什么很多做数据库存储的都要求对solaris和oracle都必须了解的原因。 我想我现在的技术能力很大程度上与我买第一台电脑有关。记得那是买了一个硬盘容量只有1GB的旧电脑,装了WIN98、office97和auto-CAD后,基本上就没有空间了,想玩个帝国时代或者星际游戏还得先把office或者auto-CAD先下载了才有空间来安装。那时候在电脑上干的最多的事情就是想办法优化系统,删除系统里自己认为不需要的东西,为的就是想办法节约空间。当然了因为操作不当经常重装系统,就是现在一想到重装WIN98我都想吐。不过在那一年多的时间里,我基本上对windows操作系统的各部分,特别是对文件系统和磁盘管理有了比较深入的了解。使得我在以后的学习中很容易就可以理解存储设备的应用。 5、多分析多比较。子曰:学而不思则罔,思而不学则殆。学习存储也一样,经过一段时间的学习之后,一定要化时间自己去分析和比较各个知道点之间的不同。比如,SAN和NAS有什么不同,能否在系统里同时应用?NAS、ISCSI和FC存储之间能否演变?能否通过技术指标分析出存储是基于控制器架构还是PC架构的,两种架构各有什么优缺点? 主机对存储系统的数据访问类型可分为几种,数据库访问和文件访问对存储各有什么样的要求?快照、卷镜像等有几种技术,是如何实现的? 各厂家,类似的很多问题一旦能想通,且能有一个很清晰的脉络,那可能你离牛人就不远了。 6、实用主义。学习存储是为了用才学,不是为了学而学。我一直的做法都是只学习工作中能用到的或者当时非常感兴趣的,至于其它的,等我以后遇到的时候再说。可以学习的技术太多了,厂商的产品和白皮书太多了,我不是过目不忘的高人,所以我只学自己能学懂的,只做熟悉范围内的专家。我看过的存储技术书籍只有两本,一本是2004年版的BROCADE BCFP培训教材,另一本是"使用brocade交换机组建SAN存储区域网络"。其它的资料基本上都是用的时候才去网上找,幸好现在的网络上你想要什么都可以到。 这些只我个在学习存储技术过程中的一些感想,不一定适用于其他人,希望大家可以参考。 写到这里,再次想起了当时帮我入门的几位高人,他们是sobey的杨琛、陈晓涛和汪大庆,在此我向他们几位表示感谢和敬意。

    时间:2017-02-16 关键词: 存储技术 基础教程

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