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新基建加持,存储产业助力物联网数据各尽其用

2020-05-19 10:25:26 来源 : 物联传媒

时代的变化让这两个数据差异如此之大。如今5G已至,新基建加持,未来将有数百亿的智能终端联网,全球存储空间恐将告急的担忧已经开始出现。

但庆幸的是,边缘存储及边缘计算的应用正在得到普及,存储产业正在积极帮助物联网市场解决海量数据存储与分析的问题。

近日,全球存储领导者西部数据公司与物联传媒携手,开展了一期“5G物联网时代盛起,聚焦NAND盖楼大赛背后的边缘存储新趋势”直播沙龙,畅聊了IoT的产业变化,NAND闪存工艺从2D切换到3D的趋势等话题,以下是根据现场内容整理。

分享嘉宾:

西部数据公司资深商务拓展 吴尚衡(Amber)、西部数据公司产品营销经理 高超(Max)

01、IoT世界的三点变化

01、5G使物联网设备数量迅速增长

假设在4G条件下,每平方公里地理面积大约容纳10万台IoT设备,到5G时代,大带宽的特点能够支持海量设备同时联网,届时单位面积内将容纳大约100万台设备,这一数据是4G时的10倍。

预计到2021年,全球联网设备将达到300亿个,其中半数以上设备与物联网相关,它们广泛分布在工厂、汽车、电力、能源、家庭、城市交通等场景。

02、海量数据需要在边缘侧进行处理

机构预测指出:每个智能工厂每天约产生1TB数据,每辆自动驾驶汽车每天约产生4TB数据,每个8K高清智能监控摄像头每天约产生1.1TB数据……

当数据浪潮袭来,尽管上云上平台的口号愈发深入人心,但将全部数据一股脑上传云端并不是一劳永逸的好办法。

预测表明,到2025年,75%的数据将在数据中心以外的地方生成和处理。

这主要涉及两个原因:

一是部分场景要求低时延,相比上传云端,更需要在本地对数据进行存储、分析及利用,并且这种方案也比上传到云端节省带宽成本;

二是行业正强调去中心化的网状部署模式,要求边缘节点拥有智能并互相沟通,提高响应速度,与此同时再完成与云端的互联,产生加成效果。

03、边缘设备对数据存储的要求各有不同

考虑到物联网边缘设备自身拥有的诸多特性,比如所处位置偏远不易管理、所处环境较为严苛、产生海量数据对存储容量提出要求,低时延对联网能力提出挑战、强调数据安全、要求数据备份等,这一系列特征尤其导致数据存储不只在云端进行,还要在本地做好相关部署工作。

车联网、智慧工厂、智慧零售、视频监控等场景都已广泛采用边缘存储及边缘AI解决方案,由此实现安全性、数据联网能力、数据存储的稳定性、数据备份、健康监测及故障预警等目标。

02、闪存芯片逐步从2D切换到3D

在3D NAND闪存技术出现以前,市面上的闪存多属于Planar NAND平面闪存,也就是2D NAND。

一段时间以来,2D NAND的制程工艺不断进步,为了扩大容量逐步从早期的50nm发展到了现在的十几纳米等级,但随着晶圆物理极限的不断迫近,每个存储单元变得非常小,存储单元之间的干扰逐渐增强,可靠性越来越差,就需要厂商采取额外的手段来弥补这一缺陷。

但这样做将明显增加成本,所以到达某个物理极限之后继续在纳米级别提升制程工艺已经无法带来改变。

3D NAND的设计理念因此被提出,简而言之假设2D是平房,3D NAND就是高楼大厦。

厂商不用再费尽心思缩小房间大小、缩小房间的相隔距离去换取更大的房间数量了,而是通过增加盖楼层数就可以获得更大建筑面积,这帮助3D NAND在保护性能的基础上使成本得到下降。

此外,因为NAND存放数据的最小单位——“Cell”中电子单元密度的差异,业界存在三种工艺类型,分别为SLC(单层存储单元)、MLC(双层存储单元)、TLC(三层存储单元),其中TLC因为容量最高、成本最低的特点,逐渐成为当下主流。

Max为此介绍到,3D TLC制程存放的电子数量相当于2D MLC制程在45nm阶段存放的电子数量水平。这意味着虽然纳米工艺发生一定的回退,但容量依然得到保证,并且采用老的纳米制程将显著提升闪存耐久度、可靠性余度,使性能得到总体提升。

可靠性余度是啥呢?

随着纳米等级的提升,存储单元的可靠性将逐步降低,最后不同存储单元的电子位几近重叠,系统需要花费大量精力进行纠错。3D NAND的出现,将可靠性余度重新拉回56nm级别的水平,降低成本的同时又解决了电子干扰的问题。

总体来说,3D NAND的特点体现在高容量、可靠性强两方面,在复杂数据中心、企业级SSD、物联网大容量存储等场景得到广泛应用。

值得一提的是,3D并非是要取代2D,两者未来将各尽其用,共同存在。

03、结 语

从PC时代、移动互联网时代发展到物联网时代,存储都是极其重要的一项产业。

无论是熟知的磁带、磁盘、闪存,或是略显生僻的磁鼓存储、磁芯存储,再或是处于研究阶段的DNA存储,存储介质发展演变的历史可以说上长长的一段。

但在当下,闪存无疑是受到重点关注的产业之一,其从擅长的消费市场中延伸,逐步覆盖到物联网众多细分领域的趋势有增无减。

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