Відео: Intel 3D XPoint Technology (Листопад 2024)
На цьогорічному Форумі розробників Intel компанія оприлюднила додаткові технічні деталі щодо майбутньої пам’яті 3D XPoint, яка має потенціал по-справжньому змінити архітектуру ПК, заповнивши проміжок між традиційною основною пам'яттю та пам’яттю.
Intel та Micron, які спільно створили нову пам'ять і планують її виготовити на спільному підприємстві в місті Лехі, штат Юта, заявили, що 3D XPoint в 1000 разів швидше, ніж спалах NAND і в 10 разів перевищує щільність DRAM. Таким чином, це може бути більш швидкою альтернативою сьогоднішній флеш-пам’яті NAND, яка має велику ємність і є відносно недорогою, або працювати як заміна або доповнення до традиційної DRAM, яка швидша, але обмежена ємність. В IDF ми отримали більше деталей про те, як це може працювати в будь-якому з цих рішень.
Під час основного повідомлення Роб Кроок, старший віце-президент і генеральний менеджер Intel з енергонезалежних пам'яті Solutions Group, оголосив, що Intel планує продати центри обробки даних і ноутбуки для ноутбуків, а також DIMM на основі нової пам'яті в 2016 році під маркою Optane. Він продемонстрував компакт-диск Optane, що забезпечує п’ять-сім разів ефективність поточного найшвидшого SSD від Intel з різноманітними завданнями.
Пізніше він та Аль-Фаціо, старший співробітник компанії Intel та директор з розвитку технологій пам'яті, представили багато технічних деталей, хоча вони все ще зберігають важливу інформацію під загортанням, наприклад, фактичний матеріал, який використовується для запису даних.
На цьому сеансі Крук підняв вафлі, за якими, за його словами, містив пам'ять 3D XPoint, яка включає 128 Гбіт пам’яті на одну мить. Загалом вони сказали, що повна вафлі може містити 5 Терабайт даних.
Фаціо стояв поруч із моделлю пам’яті, яка, за його словами, була в 5 мільйонів разів перевищує фактичний розмір. Він використав цю модель, яка показала лише збереження 32 біта пам'яті, щоб пояснити, як працює структура.
Він сказав, що він має досить просту структуру перехресних точок. У цьому розташуванні перпендикулярні дроти (іноді їх називають словами) з'єднують субмікроскопічні стовпчики, а окрема комірка пам'яті може бути вирішена шляхом вибору її верхнього та нижнього дроту. Він зазначив, що в інших технологіях ті і нулі позначаються захоплюючими електронами - в конденсаторі для DRAM і в "плаваючому затворі" для NAN. Але з новим рішенням, пам'ять (вказана зеленим кольором у моделі) - це матеріал, який змінює свої об'ємні властивості - це означає, що у вас є сотні тисяч або мільйонів атомів, що рухаються між великим і низьким опором, що вказує на одиниці і нулі. Проблема, за його словами, полягає у створенні матеріалів для зберігання пам'яті та для селектора (позначеного жовтим кольором на моделі), який дозволяє записувати або читати комірки пам'яті, не вимагаючи транзистора.
Він не сказав, що це за матеріали, але сказав, що, хоча у нього є основна концепція матеріалів, які змінюються між високим і низьким опором для позначення одиниць і нулів, він відрізнявся від того, що більшість в галузі вважають резистивну ОЗУ, як таку часто використовує нитки і клітини розміром близько 10 атомів, тоді як XPoint використовує об'ємні властивості, щоб змінити всі атоми, що полегшує їх виготовлення.
Фаціо сказав, що ця концепція є дуже масштабованою, оскільки ви можете додати більше шарів або масштабувати виробництво до менших розмірів. Поточні мікросхеми 128 Гбіт використовують два шари та виробляються на 20 нм. У сеансі запитання і відповіді він зазначив, що технологія створення та з'єднання шарів не така, як для 3D NAND і вимагає декількох шарів літографії, тому витрати можуть зростати пропорційно, коли ви додаєте шари після певного моменту. Але він сказав, що створити чотиришарові або 8-шарові чіпи, можливо, економно, і Крук пожартував, що через три роки він скаже 16 шарів. Він також сказав, що технічно можливо створити багаторівневі комірки - такі, як MLC, що використовується в NAND-спалаху, - але це зайняло багато часу з NAND і, швидше за все, це не відбудеться через виробничі надбавки.
Загалом Фаціо сказав, що ми можемо очікувати, що об'єм пам'яті зросте за каденцією, подібною до NAND, подвоюючись кожні пару років, наближаючись до вдосконалення закону Мура.
У 2016 році Intel продаватиме Optane SSD, виготовлені за новою технологією, у стандартних 2, 5-дюймових (U.2) та мобільних M.2 (22 мм на 30 мм) форм-факторах, зазначив Crooke. Це було б корисно в таких додатках, як включення ігрових ігор з великими відкритими світами, які потребують великих наборів даних.
Хоча початкова демонстрація показала поліпшення в п'ять-сім разів на стандартній коробці зберігання, Фаціо заявив, що обмежені іншими речами навколо цих шин зберігання. Він сказав, що ви можете "розкрити" потенціал, знявши його з шини зберігання та поставивши його безпосередньо на шину пам'яті, тому Intel планує також випустити наступний рік версію, використовуючи стандарт NVMe (нестабільний експрес пам'яті) на вершині PCIe. Зараз багато постачальників пропонують спалах NAND через шину PCI, і вони сказали, що продуктивність XPoint там буде значно кращою.
Іншим способом може бути використання цієї пам'яті безпосередньо як системна пам'ять. Використовуючи процесор Xeon наступного покоління - ще не оголошений, але згадуваний у ряді сеансів - ви повинні мати можливість використовувати XPoint безпосередньо як пам'ять, що дозволяє в чотири рази перевищувати поточну максимальну пам'ять DRAM за менших витрат. 3D XPoint дещо повільніше, ніж DRAM, але вони сказали, що затримка вимірюється в двоцифрових наносекундах, що досить близько до DRAM і в сотні разів швидше, ніж NAND. (Зверніть увагу, що швидкість читання NAND набагато швидша, ніж її швидкість запису, і що NAND адресує пам'ять на сторінках, в той час як DRAM і XPoint адресують пам'ять на індивідуальному рівні бітів.)
Компанія Intel запропонує пам'ять у слотах DIMM, підтримуваних DDR4, і в наступному році, сказав Крук, в той час як діаграма вказує, що вона буде використовуватися спільно з DRAM, а традиційна пам'ять виконує функцію кешу зворотного запису. Вони сказали, що це може працювати без змін операційної системи чи програми.
Крук розповів про потенційне використання цієї пам’яті у таких додатках, як фінансові послуги, виявлення шахрайства, інтернет-реклама та такі наукові дослідження, як обчислювальна геноміка, як це особливо добре для роботи з великими наборами даних, пропонуючи швидкий випадковий доступ до даних. Але він сказав, що це також буде чудово для занурення, безперебійної гри.
Є ще багато відкритих питань, оскільки товар не був доставлений, тому ми не знаємо фактичних цін, технічних характеристик чи конкретних моделей. Він зрозумів, що Intel має намір продавати пам'ять лише як частину конкретних модулів, а не як необроблені компоненти пам'яті. (Micron, який також буде продавати продукцію на основі матеріалу, поки не оприлюднив конкретні товари.)
Якщо припустити, що ціна виявляється розумною, і що технологія продовжує прогресувати, я можу побачити величезну користь для технології, яка відповідає між DRAM та NAND. Навряд чи це замінить - DRAM повинен залишатися швидшим, а 3D NAND, швидше за все, буде коштувати дешевше протягом досить тривалого часу - але це може стати дуже важливою частиною подальшої архітектури системи.
