Intel detaily 3d xpoint paměti, budoucí produkty

Na letošním fóru Intel Developer Forum společnost zveřejnila další technické podrobnosti o své nadcházející 3D XPoint paměti, která má potenciál skutečně změnit architekturu PC vyplněním mezery mezi tradiční hlavní pamětí a úložištěm.

Společnosti Intel a Micron, které společně vytvořily novou paměť a plánují ji vyrábět ve společném podniku v Lehi v Utahu, uvedly, že 3D XPoint je 1 000krát rychlejší než flash NAND a 10krát vyšší hustota DRAM. Jako takový by to mohla být rychlejší alternativa k dnešní flash paměti NAND, která má velkou kapacitu a je relativně levná, nebo může fungovat jako náhrada nebo doplněk k tradičnímu DRAM, který je rychlejší, ale má omezenou kapacitu. V IDF jsme získali více podrobností o tom, jak by to mohlo fungovat v jednom z těchto řešení.

Během hlavní řeči Rob Crooke, senior viceprezident a generální ředitel skupiny Non-Volatile Memory Solutions Group společnosti Intel, oznámil, že společnost Intel plánuje v roce 2016 prodat SSD disků datových center a notebooků a DIMM na základě nové paměti pod značkou Optane. Demonstroval Optane SSD poskytující pět až sedmkrát výkon současného nejrychlejšího SSD Intelu, který plnil různé úkoly.

Později on a Al Fazio, vedoucí pracovník společnosti Intel a ředitel vývoje technologie paměti, představili řadu technických detailů - ačkoli stále uchovávají některé důležité informace pod zábalem, jako je skutečný materiál použitý pro zápis dat.

V této relaci Crooke zvedl oplatku, o které řekl, že obsahuje 3D XPoint paměť, která bude zahrnovat 128 Gbitů úložného prostoru na zemřít. Celkově říkali, že plný oplatek pojme 5 terabajtů dat.

Fazio stál vedle modelu paměti, který řekl, že je 5 milionůkrát větší než skutečná velikost. Použil tento model, který ukázal pouze uložení 32 bitů paměti, k vysvětlení toho, jak struktura funguje.

Řekl, že má docela jednoduchou křížovou strukturu. V tomto uspořádání kolmé dráty (někdy nazývané slovní řádky) spojují submikroskopické sloupce a jednotlivá paměťová buňka může být adresována výběrem jejího horního a spodního drátu. Poznamenal, že v jiných technologiích jsou ty a nuly označeny zachycujícími elektrony - v kondenzátoru pro DRAM a v „plovoucí bráně“ pro NAN. Ale s novým řešením je paměť (v modelu označená zeleně) materiál, který mění své objemové vlastnosti - to znamená, že mezi stovkami nebo miliony atomů se pohybují mezi vysokými a nízkými odpory, což indikuje ty a nuly. Problémem je, že se jedná o vytváření materiálů pro ukládání paměti a pro selektor (označený žlutě v modelu), který umožňuje zapisovat nebo číst paměťové buňky bez nutnosti tranzistoru.

Neřekl by, jaké materiály byly, ale řekl, že ačkoli má základní koncept materiálů, které se mění mezi vysokým a nízkým odporem, aby indikovaly ty a nuly, bylo to odlišné od toho, co většina v průmyslu považuje rezistentní RAM, jako to často používá vlákna a buňky o přibližně 10 atomech, zatímco XPoint používá hromadné vlastnosti, takže se všechny atomy mění, což usnadňuje výrobu.

Fazio uvedl, že tento koncept je velmi škálovatelný, protože můžete přidat více vrstev nebo upravit výrobu na menší rozměry. Aktuální 128 Gbit čipy používají dvě vrstvy a jsou vyráběny při 20nm. V relaci otázek a odpovědí poznamenal, že technologie pro vytváření a spojování vrstev není stejná jako pro 3D NAND a vyžaduje více vrstev litografie, takže náklady se mohou při přidávání vrstev po určitém bodě úměrně zvyšovat. Řekl však, že je pravděpodobně hospodárné vytvořit čtyřvrstvé nebo osmivrstvé čipy, a Crooke vtipkoval, že za tři roky řekne 16 vrstev. Řekl také, že je technicky možné vytvořit víceúrovňové buňky - jako jsou MLC používané v blesku NAND -, ale trvalo to dlouho, než se to stalo s NAND a pravděpodobně se nestane brzy kvůli výrobním maržím.

Obecně řečeno, Fazio řekl, že bychom mohli očekávat, že se kapacita paměti zvýší při kadenci podobné NAND, která se každých pár let zdvojnásobí a přiblíží se Mooreově zdokonalení ve stylu zákona.

V roce 2016 bude společnost Intel prodávat SSD disky Optane vyráběné novou technologií ve standardních 2, 5palcových (U.2) a mobilních M.2 (22 mm x 30 mm) formátech, řekl Crooke. To by bylo užitečné v aplikacích, jako je například umožnění pohlcujícího hraní s velkými otevřenými světy, které vyžadují velké soubory dat.

Zatímco počáteční demonstrace ukázala zlepšení pět až sedmkrát na standardním úložném boxu, Fazio řekl, že to bylo omezeno dalšími věcmi kolem tohoto úložného obchodu. Řekl, že byste mohli „uvolnit“ potenciál tím, že jej odstraníte z úložiště a umístíte jej přímo na paměťovou sběrnici, proto společnost Intel plánuje v příštím roce vydat také verzi používající standard NVMe (non volatile memory express) PCIe. Mnoho prodejců nyní nabízí NAND flash po sběrnici PCI a uvedli, že výkon XPoint by tam byl výrazně lepší.

Dalším využitím může být použití této paměti přímo jako systémové paměti. Pomocí procesoru Xeon nové generace - dosud neoznámeného, ​​ale zmíněného v několika relacích - byste měli být schopni použít XPoint přímo jako paměť, což umožňuje čtyřnásobek současné maximální paměti DRAM za nižší cenu. 3D XPoint je poněkud pomalejší než DRAM, ale řekli, že latence se měří ve dvouciferných nanosekundách, což je docela blízko DRAM a stokrát rychlejší než NAND. (Mějte na paměti, že rychlost čtení NAND je mnohem rychlejší než rychlost zápisu a že NAND řeší paměť na stránkách, zatímco DRAM a XPoint adresují paměť na individuální bitové úrovni.)

Intel nabídne paměť v DDR4-kompatibilních DIMM slotech i v příštím roce, řekl Crooke, zatímco diagram naznačil, že bude použit ve spojení s DRAM, přičemž tradiční paměť funguje jako mezipaměť pro zpětný zápis. Řekli, že to může fungovat beze změn operačního systému nebo aplikace.

Crooke hovořil o možném využití této paměti v aplikacích, jako jsou finanční služby, detekce podvodů, online reklama a vědecký výzkum, jako je výpočetní genomika, protože je zvláště vhodný pro práci s velkými datovými soubory a nabízí rychlý náhodný přístup k datům. Řekl však, že by to bylo skvělé i pro pohlcující, nepřetržité hraní.

Stále existuje mnoho otevřených otázek, protože produkt nebyl dodán, takže zatím nevíme skutečné ceny, specifikace nebo konkrétní modely. Vysvětlil, že Intel má v úmyslu prodat paměť pouze jako součást specifických modulů, nikoli jako součásti prvotní paměti. (Společnost Micron, která bude také prodávat produkty založené na materiálu, dosud neučinila žádná oznámení o konkrétních produktech.)

Za předpokladu, že se cena ukáže být přiměřená a že technologie pokračuje v postupu, vidím obrovské využití technologie, která zapadá mezi DRAM a NAND. Je velmi nepravděpodobné, že dojde k výměně - DRAM by měl zůstat rychlejší a 3D NAND pravděpodobně zůstane levnější po nějakou dobu - ale mohlo by se stát velmi důležitou součástí systémové architektury do budoucna.