5G時(shí)代下將快速提升工控存儲(chǔ)性能的法門(mén)

近年來(lái),物聯(lián)網(wǎng)呈現(xiàn)突飛猛進(jìn)的發(fā)展態(tài)勢(shì)。據(jù)IoT Analytics統(tǒng)計(jì)，2018年全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備已經(jīng)達(dá)到70億臺(tái)；到2020年，活躍的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量預(yù)計(jì)將增加到100億臺(tái)。全球物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模由2008年500億美元增長(zhǎng)至2018年近1510億美元。《2018年中國(guó)5G產(chǎn)業(yè)與應(yīng)用發(fā)展白皮書(shū)》預(yù)計(jì)，到2025年中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)將達(dá)到53.8億，其中5G物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)達(dá)到39.3億。

5G技術(shù)的核心優(yōu)勢(shì)在于大帶寬、低時(shí)延、海量的連接數(shù)量以及嚴(yán)密的覆蓋。與4G對(duì)比，5G峰值速率上是4G的30倍，用戶體驗(yàn)數(shù)據(jù)是10倍，流量密度提高100倍。隨著5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的推進(jìn)，像無(wú)人駕駛等工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目將進(jìn)入快速發(fā)展階段。5G技術(shù)加速萬(wàn)物互聯(lián)，由此產(chǎn)生的數(shù)據(jù)將呈現(xiàn)出指數(shù)級(jí)的增長(zhǎng)。大趨勢(shì)下，企業(yè)對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的需求大增，對(duì)儲(chǔ)存設(shè)備的性能要求也越來(lái)越高。

目前，鑒于工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的特殊需求，為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高性能存儲(chǔ)，在行業(yè)企業(yè)給出的解決方案中，最可行的三個(gè)選項(xiàng)是：一、采用NVMe協(xié)議的SSD；二、采用3D NAND立體存儲(chǔ)單元；三、升級(jí)DDR4-2666 MT/s內(nèi)存。作為行業(yè)領(lǐng)先者，佰維三管齊下，打造出了成熟的產(chǎn)品、技術(shù)并積累了豐富的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)。

采用NVMe SSD是企業(yè)用戶普遍認(rèn)可的存儲(chǔ)升級(jí)方案。 NVMe是通過(guò)PCIe總線將存儲(chǔ)連接到服務(wù)器的接口規(guī)范。采用NVMe協(xié)議的PCIe SSD：一、能夠直接連接CPU，幾乎沒(méi)有延時(shí)；二、采用多隊(duì)列的方式傳輸數(shù)據(jù)，將IO訪問(wèn)并行化。NVMe接口的這兩個(gè)特性能夠把SSD的潛力發(fā)揮到極致。

與SATA/SAS SSD相比，NVMe SSD具有數(shù)倍以上的性能增長(zhǎng)。以佰維產(chǎn)品為例，采用NVMe1.3接口的AIC PCIe SSD產(chǎn)品連續(xù)讀的最大速度為3064MB/s，連續(xù)寫(xiě)的最大速度為1763MB/s；而采用SATA3接口的2.5 SATA SSD產(chǎn)品連續(xù)讀的最大速度為540MB/s，連續(xù)寫(xiě)的最大速度為450MB/s；兩者的差距顯而易見(jiàn)。

影響SSD數(shù)據(jù)存儲(chǔ)性能的不止是接口，還有NAND的形式。2D NAND雖然還在被廣泛使用，但是由于其自身技術(shù)發(fā)展遇到瓶頸，越來(lái)越無(wú)法滿足更高標(biāo)準(zhǔn)的需要，尤其是工業(yè)應(yīng)用的需要。2D NAND的制程工藝從早期的50nm發(fā)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卻在下降，因?yàn)镹AND的氧化層越薄，Cells之間的干擾越大，數(shù)據(jù)讀寫(xiě)的速度也越慢。

與2D NAND提高制程工藝的道路不同，3D NAND提高容量的方法是堆疊更多層數(shù)。Intel曾經(jīng)以蓋樓為例介紹了3D NAND，2D NAND是平房，那么3D NAND就是高樓大廈。由于3D NAND獲得了更高的單位面積容量，因此對(duì)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。這就有效降低了Cells之間的干擾，同時(shí)提升了讀寫(xiě)速度。佰維為大容量、高速度的高端工控SSD產(chǎn)品采用了3D NAND閃存，并設(shè)計(jì)了LDPC糾錯(cuò)算法以加強(qiáng)產(chǎn)品的穩(wěn)定性。

在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，還可通過(guò)升級(jí)內(nèi)存來(lái)優(yōu)化服務(wù)器存儲(chǔ)性能。DDR4-2666MT/s將數(shù)據(jù)頻率最大提高到2666MT/s，完美匹配CPU的最高內(nèi)存頻率設(shè)定，充分釋放服務(wù)器的運(yùn)算能力。佰維DDR4-2666MT/s系列產(chǎn)品容量從4GB到16GB，滿足所有工業(yè)應(yīng)用需求，包括強(qiáng)固耐用的服務(wù)器、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和監(jiān)控等。

佰維自有封測(cè)工廠，可為工控客戶提提供不同形式的定制封裝。針對(duì)1U服務(wù)器，我們采用低高度DIMM模塊設(shè)計(jì)，改善微型空間空氣流散熱系統(tǒng)；針對(duì)溫差變化大的礦業(yè)化工等惡劣環(huán)境，我們采用-40℃~85℃的寬溫模塊設(shè)計(jì)；針對(duì)高可靠性及穩(wěn)定性系統(tǒng)級(jí)應(yīng)用，我們嚴(yán)格測(cè)試精選閃存顆粒，并配備熱傳感器，保證良好的數(shù)據(jù)完整性和高速傳輸性能。