
IBM最新推出的FlashCore Module 5(FCM5)通过结合高密度QLC NAND闪存与非易失性MRAM(磁阻随机存取存储器),实现了高达105.6TB的原始容量。自2018年起,IBM便在FlashCore产品中持续应用MRAM技术。
据媒体报道,在近期的SNIA开发者大会上,业界专家指出IBM对MRAM技术的应用仍在深化。从FCM5的主板照片可见,驱动器内部采用了Everspin的硅片芯片。尽管将两种非易失性存储器组合看似独特,但二者分工明确:NAND负责数据持久化存储,而MRAM则承担关键任务。
MRAM重构断电保护机制
传统企业级SSD依赖DRAM作为缓冲区,并需配备电容器等应急电源,以便在断电时将DRAM中的数据刷新至NAND。这种设计不仅占用电路板空间,还增加了工程复杂性。
IBM的解决方案是引入STT-MRAM(自旋转移矩磁随机存取存储器)。MRAM无需供电即可保留信息,且读写速度快。FCM5将关键的日志和写入管理元数据保存在MRAM中,避免了突发断电时清空DRAM的紧急操作。IBM表示,早期方案使控制器FPGA能在断电后几毫秒内关闭,大幅减少了对应激电源的需求和工作量。
Everspin曾在2024年确认,IBM第四代FlashCore模块使用了其1Gb PERSYST EMD4E001G STT-MRAM芯片,该芯片采用DDR4接口,标称读写带宽为2.7GB/s。不过,IBM尚未披露FCM5是否沿用同款芯片,也未公布每个模块内MRAM的具体容量。
三层存储架构与规格升级
FCM5的主要存储空间仍由QLC NAND构成,每个单元存储4位数据。IBM利用部分NAND以SLC模式处理新写入数据和高频访问内容,冷数据则迁移至高密度的QLC区域。这使得FCM5形成三层存储架构:MRAM处理频繁更新的元数据,SLC区域提供快速访问,QLC则提供大容量基础。
在形态上,FCM5从上一代的U.2格式转变为EDSFF E3.L规格,提供6.6TB、13.2TB、26.4TB、52.8TB和105.6TB等多种原始容量选项。IBM表示,高密度QLC、组件布局优化、散热改进及电力传输提升共同促成了更大容量的实现。虽然MRAM有助于缓解物理限制,但IBM未公布容量增益中有多少直接归功于基于MRAM的断电保护设计。
数据效率与安全增强
IBM声称,FCM5的硬件压缩率可根据工作负载达到约3:1,逻辑地址上限提升至物理容量的约六倍。需注意,这并不意味着105.6TB的NAND能存储六倍的不可压缩数据。驱动器自身执行部分重复数据删除工作:每个FCM模块生成哈希值和压缩性信息,由IBM Storage Virtualise识别潜在重复项,并在映射前验证匹配内容。
此外,FCM5还集成了勒索软件检测功能。该功能与MRAM的断电保护作用独立,模块生成的I/O统计数据将由阵列控制器利用检测模型进行评估,以识别潜在威胁。