Rust中的高吞吐量流處理
作者 | Noz編譯 | 王瑞平本篇文章主要介紹了Rust中流處理的概念、方法和優化。作者不僅介紹了流處理的基本概念以及Rust中常用的流處理庫，還使用這些庫實現了一個流處理程序
6 月 4 日，COMPUTEX 2024（臺北電腦展）在臺北南港展覽館順利舉行，江波龍的臺灣子公司元信電子 (Mnemonic Electronic Co., Ltd.) 以“迎接高容量 SSD 時代來臨”為主題，展示了業界領先的 Mnemonic MS90 8TB SATA SSD、FORESEE ORCA 4836 系列企業級 NVMe SSD、FORESEE XP2300 PCIe Gen4 SSD 等多款高容量 SSD，以及包括嵌入式存儲、內存條、存儲卡等豐富產品線，并細分了行業級、工業級、車規級、企業級等可靠性等級存儲產品，為全球用戶提供高容量解決方案。
? 高容量 SSD 篇
其中，固態硬盤帶來了 PCIe M.2、PCIe BGA、SATA M.2、SATA 2.5inch 等多種形態和接口的產品。
Mnemonic MS90 8TB SATA SSD 支持速度等級高達 6Gb / s (Gen3) 的 SATA 接口，并向下兼容 Gen1、Gen2，同時支持 SATA 多種低功耗的省電模式（Partial/ Sleep /Device Sleep），可應用于近線硬盤替換、監控、高鐵系統。
FORESEE ORCA 4836 系列企業級 NVMe SSD 搭載 3D TLC NAND 閃存技術，128KB 順序讀寫性能分別最高可達 6800MB/s 和 4600MB/s；4KB 隨機讀寫性能最高分別可達 1000K 和 380K IOPS。早在開發之初，就針對性地加入了 6~14W 多檔功耗調節、無感在線固件升級（＜2s）、多命名空間（最大支持 32 個 namespace）、可變 Sector Size（5 種不同扇區大小格式加元數據格式種類）等大量企業級應用場景功能。此外，該產品還支持 Telemetry、Sanitize 和全路徑端到端的數據保護特性，高吞吐量、高 IOPS、低延遲以及優異的 QoS 特性使其在企業級讀密集型和混合型應用場景中表現出色，為客戶提供全面、安全、可靠的企業級存儲解決方案。
FORESEE UNCIA 3836 系列企業級 SATA SSD 基于企業級主控，并搭載 128 層 eTLC NAND 顆粒，128KB 順序讀寫性能分別最高可達 560MB/s 和 520MB/s；4KB 隨機讀寫性能分別最高可達 95K 和 50K IOPS。產品由公司自主軟硬件設計研發，覆蓋從 480GB 至 3.84TB 的主流容量，擁有 M.2 2280 與 2.5inch 兩種形態選擇，可滿足用戶從系統啟動盤至大容量數據盤的不同需求。上述兩款企業級產品都順利通過了各項兼容性測試和運行要求，在主流服務器硬件環境下均可良好適配，并滿足海量業務數據存儲的需求。
FORESEE UNCIA 3839 系列企業級 SATA SSD 在 3836 系列的基礎上增加了 7.68TB 的容量，滿足更高容量需求的應用設備。
FORESEE XP2300 PCIe Gen4 SSD 是面向電競游戲本、高效生產力等 PC 設備的大容量、高性能旗艦級 Gen4 產品，產品搭載主流 236 層 3D TLC 閃存顆粒，并采用基于 12nm 工藝的 4 信道高性能主控芯片，容量覆蓋 512GB、1TB、2TB、4TB，讀寫性能分別最高可達 7400MB/s 和 6400MB/s；隨機讀寫性能分別最高可達 1000K 和 1050K。該產品支持溫控算法，在持續工作中平衡效能與溫度。同時產品支持低功耗 L1.2，實現更低功耗，能夠有效提升終端設備的續航時間。
為滿足不同的定制化需求，元信電子還推出了行業級 PCIe Gen 4*4 M.2 2280 SSD，容量最大可達 8TB，讀寫性能分別最高可達 7400MB/s 和 6500MB/s；隨機讀寫性能分別最高可達 750K 和 750K IOPS。隨著大容量時代的來臨，該產品將逐漸應用于高端筆記本和臺式電腦上，滿足大容量生產力設備應用，從而提升內容創作者的使用體驗。
FORESEE XP2200 PCIe Gen4 BGA SSD 采用先進的封測工藝，筑建高層迭 Die 的技術，小體積高度集成，擁有 11×13mm、16×20mm 兩種尺寸規格。同時產品采用先進制程工藝，搭配新型散熱材料以及軟件技術應對發熱風險，產品讀寫性能分別最高可達 3500MB/s 和 3450MB/s；隨機讀寫性能分別最高可達 260K 和 220K IOPS，容量提供 128GB、256GB、512GB、1TB、2TB 選擇，廣泛應用于 2 in 1 計算機、超薄筆記本、VR 虛擬現實、娛樂掌機等極致輕薄的移動智能終端。
? 內存條篇
作為 PC 存儲的“右腦”，元信電子的內存條產品也在現場大放異彩，從創新內存形態 LPCAMM2，到面向企業級數據存儲的 CXL 內存拓展模塊、RDIMM，再到市場主流的 UDIMM、SODIMM，種類齊全、包羅萬象。
FORESEE CXL 2.0 內存拓展模塊基于 DDR5 DRAM 開發，支持 PCIe 5.0×8 接口，理論帶寬高達 32GB/s，提供 64GB、128GB、192GB 以及正在研發中的 512GB 多種容量選擇，可與支持 CXL 規范及 E3.S 接口的背板和服務器主板實現無縫連接，并減少高昂的內存成本和閑置的內存資源，大幅提高內存利用率，從而有效拓展服務器的內存容量并提升帶寬性能。該產品通過獨特堆棧技術，能夠基于 16Gb SDP 顆粒實現 128GB 大容量，相比業界同期水平實現成本大幅度下降的優勢，支持內存池化共享，助力 HPC、云計算、AI 等應用場景釋放潛能。
針對無 E3.S 接口的服務器背板，用戶可通過 CXL AIC 內存拓展模塊轉接，助力服務器實現 CXL RDIMM 內存拓展。該產品采用了全高全長 PCIe Add-in Card (AIC) 封裝，配備了 8 個 DIMM 插槽，支持 DDR4 RDIMM 內存條，內存容量可擴展至 512GB，同時通過 MCIO 高速接口支持 PCIe 5.0 x16 通道，理論帶寬可達驚人的 128GB/s。該產品與支持 CXL 規范的服務器主板通過 MCIO 線纜直連，從而為單個服務器和服務器集群提供大容量、高帶寬、低延遲的擴展內存。
FORESEE LPCAMM2 搭載了最新的 LPDDR5/5x 顆粒，可兼容 315ball 和 496ball 設計，支持高達 7500Mbps 及以上的頻率，以及 16GB、32GB、64GB 多種選擇，滿足不同場景下對內存性能和容量的多樣化需求。在產品工藝方面，FORESEE LPCAMM2 采用全新的設計架構，巧妙地將 4 顆 x32 LPDDR5/5x 內存顆粒直接封裝在壓縮連接器上，實現了單個內存條上的 128 位內存總線，提供比標準內存條更高效的封裝工藝，這也是目前市場上的尖端水平。此外，其 PCB 設計層數為 10 層，通過自研 PCB 優化信號完整性（SI）和電源完整性（PI），同時遵循 JEDEC JESD318 標準進行設計，確保了產品的高性能和穩定性。
FORESEE 企業級 DDR5 RDIMM 硬件方面選用優異高頻性能材料與高耐溫、高可靠性元器件，提供 1R×4、2R×4、2R×8 架構與 16GB、32GB、96GB 多種容量組合，傳輸速率最高可達 5600MT/s，并支持 RCD 驅動、ECC 糾錯（80bit 位寬）等企業級數據存儲特性，具備超低失效率和數據錯誤率。為服務器、云計算、分布式存儲、邊緣計算等企業級密集型應用場景長期穩定運行提供有力保障。
FORESEE 工規級 DDR4 ECC SODIMM 覆蓋 4GB、8GB、16GB、32GB 多種容量選擇，擁有 1R×8、2R×8、1R×16 三種設計架構，速率可達 3200Mbps，功耗為 1.2V，支持 ECC（Error Correcting Code）功能，有效降低了潛在的數據錯誤風險，保障系統穩定運行。此外，產品采用寬溫嚴選顆粒、抗硫化元器件等高質量資源，經過嚴格的電磁兼容性測試（EMC），展現出了卓越的抗干擾能力，確保數據在傳輸過程中不受外界電磁干擾的影響。同時，該產品還通過了 EIA-364-65B 抗硫化測試，以及 TC、THB、HTOL、LTOL、Shock、Torsion、機械沖擊等一系列壽命老化、功能、結構應力可靠性測試，充分驗證了其在寬溫、振動、沖擊等惡劣環境下的穩定性與可靠性，確保產品都能滿足工業自動化、工控機、電信設備、醫療設備、軌道交通、電力設備等工業標準的各項指標要求。
? 嵌入式存儲芯片 & 存儲卡篇
除此之外，元信電子還帶來了 SLC、TLC、QLC 等多種閃存介質的小尺寸嵌入式存儲芯片和存儲卡產品。
FORESEE 車規級 UFS / eMMC 采用車規級資源和高質量器件，配合自研固件算法，以及嚴苛的 AEC-Q100 可靠性標準驗證測試，能夠有效確保產品在極端溫差、機械應力、強烈振動、電磁干擾的環境下長期穩定運行，確保數據安全。產品支持 4GB~128GB 容量，并包含-40℃~85℃(Grade3)、-40℃~105℃(Grade2) 兩個版本，目前已服務超過 20 家知名品牌汽車客戶，以及 DVR、IVI、儀表、T-box 等 10 余種車載應用。
FORESEE 車規級 UFS 作為 eMMC 的進階產品，增加了 LDPC 算法、Write Booster、HPB 等新功能，讀寫性能得到了近 6 倍的提升。產品支持 UFS2.1/3.1 協議，同樣符合 AEC-Q100 車規級可靠性標準，-40℃~105℃的運行寬溫可輕松應對極端惡劣的工作環境，主要應用于 ADAS 智能駕駛系統、智能座艙等高階汽車應用場景。
FORESEE 工規級 SD / microSD 同樣是汽車存儲應用的重要零部件之一。產品采用工規級 TLC 顆粒，工作溫度可達-25℃~85℃，容量廣泛覆蓋 8GB 至 512GB，耐久度可達 3000 P / E，具備高耐久度、高可靠性的特性。團隊通過優化固件架構與智慧 GC（Garbage Collection：垃圾回收）技術，以提升性能平滑度，從而確保讀寫速度在各種極端環境下都能夠達到設備碼流需求，保障車載監控穩定運行。同時，產品針對車載監控應用開放了 S.M.A.R.T 信息接口，用戶可隨時監測存儲卡的健康狀況，并可以在存儲卡使用壽命耗盡前及時接收預警信息，實現存儲壽命可視化。
FORESEE QLC eMMC 基于江波龍 WM6000 自研主控、采用獨特的 QLC 算法和自研固件進行開發，容量最大可提供 512GB，并已具備了實現 1TB 更大容量的技術能力，為智慧手機市場提供更多樣化的選擇。
江波龍是坐落于深圳的上市公司（股票代碼：301308.SZ），主要從事半導體存儲應用產品的研發、設計、封裝測試、生產制造與銷售，并已形成存儲芯片設計、主控芯片設計及韌件算法開發、封裝測試，以及生產制造等核心能力，為市場提供消費級、企業級、車規級、工規級存儲器以及行業存儲軟硬件應用解決方案。
元信電子 (Mnemonic Electronic Co., Ltd.) 在亞洲、歐洲銷售江波龍所有的 to B 存儲產品線，為當地提供產品銷售和售后產品服務支持。目前產品線分別在嵌入式存儲、固態硬盤（SSD）、移動存儲及內存條四大產品線，有消費類、工業類的應用。公司內存廣泛應用于智能手機、智能電視、平板電腦、計算機、通信設備、可穿戴設備、物聯網、安防監控、工業控制、汽車電子等行業以及個人移動存儲等領域。
“今天在展會上，元信電子展示的存儲產品和解決方案在業內屬于較為領先的，特別是在容量和封裝設計上的突破和創新給人帶來了驚喜。這無疑為 AI 熱潮帶來了強大的支持和推動力”，一位觀展商表示。同時，也有前來洽談的客戶指出，這些高容量存儲產品符合市場趨勢，并為未來服務器、個人計算機等設備的開發帶來了啟發和可能性。
為了更好地迎接高容量時代來臨，元信電子將繼續致力于產品創新，不斷為用戶帶來更加安全、高效、可靠的存儲解決方案。明年，我們期待再次在 COMPUTEX 的舞臺上見證元信電子的新突破。
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