海量数据与高效能运算呼唤次世代存储技术应用

原标题：资料中心客制化程度提高 次世代存储器有望2020年持续扩大应用

自2016年以来物联网等技术兴起，带动全球物联网装置数量爆发性成长，产生的巨量资料也成为深度学习的重要因素，有助AI发展，而大量资料的处理亦推升运算与储存需求，高效能运算应运而生。高效能运算需仰赖存储器技术升级，催生出各类型的次世代存储器技术，找出效能更好的存储器解决方案也成为存储器厂商首要任务。

什么是次世代存储器？次世代存储器技术其实就是指新时代新的存储技术，包括相变存储器(PCM)、铁电存储器(FeRAM)、磁阻RAM(MRAM)、电阻RAM(RRAM或ReRAM)等众多新型技术。

相变存储pcm与闪存、DRAM及多级相变存储比较

高效能运算成为新世代科技发展重要项目

为了满足日益繁重的资料处理需求及工作负荷，运算能力持续演进，从超越PC的功能型运算慢慢走向工作站，再到企业用服务器。近年随着智能型连网装置推陈出新与普及，网络服务的导入逐渐演变成服务器群组或资料中心，未来网络工作量将持续增加，呈现算力集中化趋势，由边缘处理重要且实时但非隐私的资料；中央(高效能运算与云端)则处理机密、非实时的资料，高效能运算的重要性不言而喻。

高效能运算可在有限或较短时间完成复杂或大量运算工作，提高应用程序的处理能力，应用领域涵盖机器学习、深度学习、物联生活与智慧城市等。上述应用服务需倚赖庞大数据进行运算与训练，大部分藉由服务器进行统合；此外，伴随着虚拟化平台及云储存技术发展，服务器需求与日俱增，也带动超大规模资料中心(Hyperscale Datacenter)成长，根据拓墣调查显示，全球超大规模资料中心的建置数量于2025年预计将达1,070座，2016～2025年CAGR达13.7%。

存储器产业对高效能运算的新解

在高效能运算、物联网与智慧应用的推波助澜下，次世代存储器找到立足之地并逐渐崭露头角。

次世代存储器技术包括相变存储器(PCM)、铁电存储器(FeRAM)、磁阻RAM(MRAM)、电阻RAM(RRAM或ReRAM)等众多新型技术，目前Intel、Samsung与Micron等存储器厂商皆已投入发展相关解决方案。以Intel的Optane为例，是以3D XPoint为设计基础的服务器类产品，由于现在已经推出与市面上服务器模块能完全兼容的DIMM，对主机板设计厂而言，同样的插槽可依据整机成本考量，自由更换服务器存储器模块或Optane解决方案。

3D XPoint为一种非挥发式存储器，与NAND Flash相比，读写速度相差1,000倍，使用寿命较NAND Flash更长，但3D XPoint和NAND Flash的应用场域仍有差距，而且NAND Flash具有高度规模化及单位容量便宜的优势，短期内3D XPoint难以与其匹敌。若与DRAM相比，3D XPoint虽能满足特定条件且制造成本相对较低，但速度上仍慢于DRAM，因此目前来看，3D XPoint并不能轻易取代NAND Flash或DRAM。

无论能不能部分取代DRAM或NAND Flash的市场地位，在传统存储器市场中，经典存储器架构依旧会有需要填补的空白，为次世代存储器技术提供舞台。在次世代存储器与现有解决方案各有优劣的情况下，能否放量的关键仍是价格考量，而决定当前存储器市场价格最重要因素是需求与供给牵动的产业库存增减。

DRAM与NAND目前皆处于供过于求，使得现有存储器解决方案价格维持下跌。以DRAM来说，价格持续下跌基本上是受到服务器与智能型手机需求下滑，导致消耗量急冻与库存攀高；而NAND除了需求疲弱，也因竞争者众多，容易陷入市占争夺状态，且由2D NAND转向不同程度的3D NAND造成供给位元大幅度增长。综上所述，2019年DRAM与NAND价格同时快速滑落，且NAND价格正逐渐逼近厂商的现金成本。

随着现有存储器解决方案价格在2019年大幅滑落，对次世代存储器来说并非最好的发展条件，但展望未来，需求陆续回温与价格弹性带动的库存回补动能，可望使2020年存储器价格止跌反弹，让次世代解决方案更有机会放量，尤其是超大规模资料中心拥有相对高程度的客制化设计，可针对不同存储器规划新的配置。拓墣认为，未来随着次世代存储器制造成本进一步下降，市场在接下来几年，将在特殊领域中逐渐增加次世代存储器的考量与运用，成为现有解决方案的另一个新选项。

来源：拓墣产业研究院