Intel detalje o 3D xpoint memoriji, budućim proizvodima

Na ovogodišnjem Intelovu forumu za razvojne programere kompanija je otkrila dodatne tehničke detalje o svojoj nadolazećoj 3D XPoint memoriji koja ima potencijal da stvarno promijeni arhitekturu računala popunjavajući jaz između tradicionalne glavne memorije i pohrane.

Intel i Micron, koji su zajedno stvorili novu memoriju i planiraju je proizvesti u zajedničkom pothvatu u Lehiju u Utahu, rekli su da je 3D XPoint 1000 puta brži od NAND bljeskalice i 10 puta gustoće DRAM-a. Kao takva, to bi mogla biti brža alternativa današnjoj NAND flash memoriji koja ima puno kapaciteta i relativno je jeftina ili može raditi kao zamjena ili dodatak tradicionalnom DRAM-u, koji je brži, ali s ograničenim kapacitetom. U IDF-u smo dobili više detalja o tome kako to može funkcionirati u bilo kojem od tih rješenja.

Tijekom glavnih riječi, Rob Crooke, stariji potpredsjednik i generalni direktor Intelove ne-volatile Memory Solutions Group, objavio je da Intel planira prodati podatkovni centar i SSD-ove prijenosnih računala, kao i DIMM-ove temeljene na novoj memoriji 2016. godine pod nazivom Optane. Demonstrirao je Optane SSD koji je pružao pet do sedam puta veću performansu Intelovog trenutno najbržeg SSD-a s različitim zadacima.

Kasnije su on i Al Fazio, Intelov stariji kolega i direktor razvoja memorijske tehnologije, predstavili mnogo tehničkih detalja - iako još uvijek čuvaju neke važne podatke, poput stvarnog materijala koji se koristi za pisanje podataka.

U toj je sesiji Crooke podigao rezu za koju je rekao da sadrži 3D XPoint memoriju, koja će uključivati ​​128 Gbita za pohranu po umrijetu. Ukupno, rekli su da puna rezina može sadržavati 5 Terabajta podataka.

Fazio je stajao uz model memorije za koji je rekao da je 5 milijuna puta stvarne veličine. Taj je model, koji je pokazao samo pohranu 32 bita memorije, objasnio kako struktura funkcionira.

Rekao je da ima prilično jednostavnu strukturu križnog točka. U ovom rasporedu, okomite žice (koje se ponekad nazivaju i riječ riječi) povezuju submikroskopske stupce, a pojedinačna memorijska ćelija može se obratiti odabirom gornje i donje žice. Napomenuo je da su u drugim tehnologijama one i nule označene hvatanjem elektrona - u kondenzatoru za DRAM i u "plutajućim vratima" za NAN. No s novim rješenjem, memorija (koja je na modelu označena zelenom bojom) je materijal koji mijenja svoja skupno svojstva - što znači da imate stotine tisuća ili milijuna atoma koji se kreću između visokog i niskog otpora koji označava jedan i nula. Problem je, rekao je, bio u stvaranju materijala za pohranu u memoriju i za selektor (označen žutom bojom na modelu) koji omogućava upisivanje ili čitanje memorijskih ćelija bez potrebe za tranzistorom.

Nije rekao što je s materijalima, ali rekao je da, iako ima osnovni koncept materijala koji se mijenjaju između visokog i niskog otpora da bi označili one i nula, bio je drugačiji od onoga što većina u industriji smatra otpornim RAM-om, kao to često koristi filamente i ćelije s oko 10 atoma, dok XPoint koristi svojstva svojstva tako da se svi atomi mijenjaju, što olakšava proizvodnju.

Fazio je rekao da je ovaj koncept vrlo skalabilan, jer možete dodati više slojeva ili smanjiti proizvodnju na manje dimenzije. Trenutni 128 Gbit čipovi koriste dva sloja i proizvode se na 20 nm. U sesiji s pitanjima i odgovorima napomenuo je da tehnologija stvaranja i povezivanja slojeva nije ista kao za 3D NAND i zahtijeva više slojeva litografije, tako da troškovi mogu srazmjerno rasti ako dodate slojeve nakon određene točke. Ali rekao je da je vjerojatno ekonomično stvoriti četveroslojne ili 8-slojne čipove, a Crooke se našalio da će za tri godine reći 16 slojeva. Također je rekao da je tehnički moguće stvoriti ćelije na više razina - poput MLC-a koji se koriste u NAND bljesku - ali to je trajalo dugo s NAND-om i to se vjerojatno neće uskoro dogoditi zbog proizvodnih marži.

Općenito, Fazio je rekao da možemo očekivati ​​da će se memorijska sposobnost povećati na ritmu sličnom NAND-u, udvostručujući se svakih nekoliko godina, približavajući se Mooreovim zakonima u poboljšanju stila.

U 2016. Intel će prodavati Optane SSD-ove proizvedene novom tehnologijom u standardnom 2, 5-inčnom (U.2) i mobilnom M.2 (22 mm do 30 mm) faktorima oblika, rekao je Crooke. To bi bilo korisno u aplikacijama poput omogućavanja potopnog igranja s velikim otvorenim svjetovima, za koje su potrebni veliki skupovi podataka.

Dok je početna demonstracija pokazivala poboljšanje od pet do sedam puta na standardnoj kutiji za odlaganje, Fazio je rekao da su ostale stvari oko tog sabirnog prostora ograničene. Rekao je da potencijal možete "osloboditi" tako što ćete ga ukloniti sa sabirnice za pohranjivanje i staviti ga izravno na memorijsku magistralu, zbog čega Intel planira sljedeće godine izdati i verziju koristeći NVMe (non-volatile memory express) standard. od PCIe. Mnogi dobavljači sada nude NAND bljeskalicu preko PCI sabirnice, a rekli su da će performanse XPointa biti znatno bolje.

Drugi način je korištenje ove memorije izravno kao memorije sustava. Pomoću sljedeće generacije Xeon procesora - koji još nije najavljen, ali je spomenut u brojnim sesijama - trebali biste biti u mogućnosti koristiti XPoint izravno kao memoriju omogućavajući četiri puta veću trenutnu maksimalnu memoriju DRAM-a uz niže troškove. 3D XPoint je nešto sporiji od DRAM-a, ali rekli su da se latencija mjeri u dvocifrenim nanosekundama, što je prilično blizu DRAM-u i stotinama puta bržim od NAND-a. (Imajte na umu da su brzine čitanja NAND mnogo veće od brzine pisanja i da NAND adresira memoriju na stranicama, dok DRAM i XPoint adresiraju memoriju na pojedinačnoj razini bita.)

Intel će sljedeću godinu nuditi memoriju u DIMM slotovima koji su sposobni za DDR4, rekao je Crooke, dok je u dijagramu naznačeno da će se koristiti u suradnji s DRAM-om, pri čemu će tradicionalna memorija djelovati kao cache za povrat. Rekli su da se to može raditi bez promjena u operativnom sustavu ili aplikaciji.

Crooke je govorio o potencijalnoj upotrebi ove memorije u aplikacijama kao što su financijske usluge, otkrivanje prijevara, internetsko oglašavanje i znanstvena istraživanja poput računalne genomike - kao što je posebno dobro za rad s velikim skupovima podataka, nudeći brz slučajni pristup podacima. Ali rekao je da će to biti izvrsno za uranjanje, neprekidno igranje.

Još uvijek postoji puno otvorenih pitanja jer proizvod još nije isporučen, tako da još uvijek ne znamo stvarne cijene, specifikacije ili pojedine modele. Jasno je pojasnio da Intel namjerava prodati memoriju samo kao dio specifičnih modula, a ne kao sirove komponente memorije. (Micron, koja će također prodavati proizvode na temelju materijala, još nije objavila određene proizvode.)

Pod pretpostavkom da se cijena pokaže kao razumna i da tehnologija i dalje napreduje, vidim veliku korist za tehnologiju koja se uklapa između DRAM-a i NAND-a. To je vrlo malo vjerojatno da će zamijeniti bilo koji drugi - DRAM bi trebao ostati brži, a 3D NAND će vjerojatno ostati jeftiniji još neko vrijeme - ali to bi mogao postati vrlo važan dio napredne arhitekture sustava.