Video: Память Intel Optane. Есть ли смысл? (November 2024)
Auf dem diesjährigen Intel Developer Forum veröffentlichte das Unternehmen zusätzliche technische Details zu seinem bevorstehenden 3D XPoint-Speicher, der die PC-Architektur tatsächlich verändern kann, indem er die Lücke zwischen traditionellem Hauptspeicher und Speicher füllt.
Intel und Micron, die gemeinsam den neuen Speicher erstellt haben und planen, ihn in einem Joint-Venture-Werk in Lehi, Utah, zu produzieren, gaben an, dass 3D XPoint 1.000-mal schneller als NAND-Flash und 10-mal so dicht wie DRAM ist. Als solche könnte es eine schnellere Alternative zum heutigen NAND-Flash-Speicher sein, der viel Kapazität hat und relativ kostengünstig ist, oder als Ersatz oder Ergänzung zum herkömmlichen DRAM, der schneller ist, aber nur begrenzte Kapazität hat. Bei IDF haben wir weitere Informationen darüber erhalten, wie dies in beiden Lösungen funktionieren könnte.
Während der Keynote gab Rob Crooke, Senior Vice President und General Manager von Intels Non-Volatile Memory Solutions Group, bekannt, dass Intel plant, 2016 Datacenter- und Notebook-SSDs sowie DIMMs auf Basis des neuen Speichers unter dem Markennamen Optane zu verkaufen. Er demonstrierte eine Optane-SSD, die fünf- bis siebenmal so schnell ist wie die derzeit schnellste SSD von Intel und eine Vielzahl von Aufgaben ausführt.
Später stellten er und Al Fazio, ein leitender Mitarbeiter von Intel und Leiter der Entwicklung von Speichertechnologien, viele technische Details vor. Einige wichtige Informationen, wie beispielsweise das tatsächliche Material, das zum Schreiben der Daten verwendet wurde, werden jedoch noch geheim gehalten.
In dieser Sitzung hielt Crooke einen Wafer hoch, von dem er sagte, dass er den 3D-XPoint-Speicher enthielt, der 128 GBit Speicher pro Chip enthalten wird. Insgesamt könnten auf dem vollen Wafer 5 Terabyte Daten gespeichert werden.
Fazio stand neben einem Modell des Gedächtnisses, von dem er sagte, es sei fünf Millionen Mal so groß wie die tatsächliche Größe. Er benutzte dieses Modell, das nur das Speichern von 32 Bits des Speichers zeigte, um zu erklären, wie die Struktur funktioniert.
Er sagte, es habe eine ziemlich einfache Kreuzungspunktstruktur. In dieser Anordnung verbinden die senkrechten Drähte (manchmal als Wortleitungen bezeichnet) submikroskopische Spalten, und eine einzelne Speicherzelle kann durch Auswahl ihres oberen und unteren Drahtes adressiert werden. Er stellte fest, dass in anderen Technologien Einsen und Nullen durch das Einfangen von Elektronen angezeigt werden - in einem Kondensator für DRAM und in einem "Floating Gate" für NAN. Bei der neuen Lösung ist der Speicher (im Modell in Grün angegeben) ein Material, das seine Volumeneigenschaften ändert. Dies bedeutet, dass sich Hunderttausende oder Millionen von Atomen zwischen hoch- und niederohmigen Atomen bewegen, die Einsen und Nullen anzeigen. Das Problem bestehe darin, die Materialien für die Speicherung des Speichers und für den Selektor (im Modell gelb gekennzeichnet) zu erstellen, mit denen die Speicherzellen ohne Transistor beschrieben oder gelesen werden können.
Er würde nicht sagen, was die Materialien sind, sagte aber, dass das Grundkonzept von Materialien, die zwischen hohem und niedrigem Widerstand wechseln, um Einsen und Nullen anzuzeigen, sich von dem unterscheidet, was die meisten in der Branche als resistiven RAM bezeichnen verwendet häufig Filamente und Zellen mit etwa 10 Atomen, während XPoint Bulk-Eigenschaften verwendet, damit sich alle Atome ändern, was die Herstellung erleichtert.
Laut Fazio ist dieses Konzept sehr skalierbar, da Sie mehr Schichten hinzufügen oder die Fertigung auf kleinere Dimensionen skalieren können. Die aktuellen 128-Gbit-Chips verwenden zwei Schichten und werden bei 20 nm hergestellt. In einer Frage-und-Antwort-Sitzung stellte er fest, dass die Technologie zum Erstellen und Verbinden der Ebenen nicht mit der von 3D-NAND identisch ist und mehrere Lithographieebenen erfordert. Daher können die Kosten proportional steigen, wenn Sie nach einem bestimmten Punkt Ebenen hinzufügen. Aber er sagte, es sei wahrscheinlich wirtschaftlich, 4-Schicht- oder 8-Schicht-Chips herzustellen, und Crooke scherzte, dass er in drei Jahren 16 Schichten sagen werde. Er sagte auch, dass es technisch möglich sei, Zellen mit mehreren Ebenen zu erstellen - wie die in NAND-Flash verwendeten MLCs -, aber es habe lange gedauert, dies mit NAND zu tun, und es ist unwahrscheinlich, dass es aufgrund von Fertigungsrändern bald dazu kommt.
Im Allgemeinen sagte Fazio, wir könnten erwarten, dass die Speicherkapazität mit einer ähnlichen Trittfrequenz wie NAND zunimmt, sich alle paar Jahre verdoppelt und sich Moores Verbesserungen im Law-Stil annähert.
Laut Crooke wird Intel 2016 Optane-SSDs verkaufen, die mit der neuen Technologie in Standardformaten von 2, 5 Zoll (U.2) und M.2 (22 x 30 mm) hergestellt wurden. Dies wäre nützlich in Anwendungen wie dem Aktivieren von immersivem Spielen mit großen offenen Welten, die große Datenmengen erfordern.
Während die anfängliche Demonstration eine fünf- bis siebenfache Verbesserung gegenüber einer Standard-Aufbewahrungsbox zeigte, sagte Fazio, dass dies durch die anderen Aspekte dieses Aufbewahrungsbusses begrenzt sei. Er sagte, Sie könnten das Potenzial "entfesseln", indem Sie es vom Speicherbus nehmen und direkt auf einen Speicherbus legen. Daher plant Intel, im nächsten Jahr auch eine Version mit dem NVMe-Standard (Non-Volatile Memory Express) herauszubringen von PCIe. Viele Anbieter bieten jetzt NAND-Flash über den PCI-Bus an, und sie sagten, dass die XPoint-Leistung dort erheblich besser wäre.
Eine andere Verwendung könnte darin bestehen, diesen Speicher direkt als Systemspeicher zu verwenden. Wenn Sie den Xeon-Prozessor der nächsten Generation verwenden, der noch nicht angekündigt, aber in einigen Sitzungen erwähnt wurde, sollten Sie XPoint direkt als Speicher verwenden können, sodass der derzeit maximal vierfache DRAM-Speicher zu geringeren Kosten verfügbar ist. 3D XPoint ist etwas langsamer als DRAM, aber die Latenz wird in zweistelligen Nanosekunden gemessen, was DRAM ziemlich nahe kommt und hunderte Male schneller als NAND ist. (Beachten Sie, dass die NAND-Lesegeschwindigkeiten viel schneller sind als die Schreibgeschwindigkeiten, und dass NAND den Speicher in Seiten adressiert, während DRAM und XPoint den Speicher auf einer individuellen Bitebene adressieren.)
Laut Crooke wird Intel den Speicher auch im nächsten Jahr in DDR4-fähigen DIMM-Steckplätzen anbieten. Laut einem Diagramm wird er in Verbindung mit DRAM verwendet, wobei der herkömmliche Speicher als Rückschreib-Cache fungiert. Sie sagten, dies könne ohne Änderungen am Betriebssystem oder an der Anwendung funktionieren.
Crooke sprach über die potenzielle Verwendung dieses Speichers in Anwendungen wie Finanzdienstleistungen, Betrugserkennung, Online-Werbung und wissenschaftlichen Untersuchungen wie Computational Genomics, da dieser Speicher besonders für den Umgang mit großen Datenmengen geeignet ist und einen schnellen wahlfreien Datenzugriff bietet. Aber er sagte, es wäre auch großartig für immersives, ununterbrochenes Spielen.
Es sind noch viele Fragen offen, da das Produkt noch nicht geliefert wurde. Daher kennen wir noch keine aktuellen Preise, Spezifikationen oder bestimmten Modelle. Er machte deutlich, dass Intel beabsichtigt, den Speicher nur als Teil bestimmter Module und nicht als unformatierte Speicherkomponenten zu verkaufen. (Micron, das auch Produkte auf der Grundlage des Materials verkaufen wird, hat noch keine Ankündigungen zu bestimmten Produkten gemacht.)
Unter der Annahme, dass der Preis angemessen ist und die Technologie weiter voranschreitet, kann ich einen enormen Nutzen für eine Technologie sehen, die zwischen DRAM und NAND passt. Es ist höchst unwahrscheinlich, dass DRAM ersetzt wird - DRAM sollte noch länger schneller und 3D-NAND-fähiger bleiben -, aber es könnte in Zukunft ein sehr wichtiger Bestandteil der Systemarchitektur werden.
