Az Intel részletezi a 3D xpoint memóriát, a jövő termékeit

Az idei Intel fejlesztői fórumon a vállalat további technikai részleteket tett közzé a közelgő 3D XPoint memóriáról, amely valóban megváltoztathatja a PC architektúráját a hagyományos főmemória és a tárolás közötti rés kitöltésével.

Az Intel és a Micron, amelyek együttesen hozták létre az új memóriát, és azt tervezik, hogy azt az Utah állambeli Lehiben létesítsék, a 3D XPoint ezerszer gyorsabb, mint a NAND vaku, és tízszerese a DRAM sűrűségének. Mint ilyen, ez gyorsabb alternatíva lehet a mai NAND flash memória számára, amelynek nagy kapacitása van és viszonylag olcsó, vagy helyettesítheti vagy kiegészítheti a hagyományos DRAM-ot, amely gyorsabb, de korlátozott kapacitással rendelkezik. Az IDF-nél további részleteket kaptunk arról, hogy miként működhet az egyik ilyen megoldás.

Az előadás során Rob Crooke, az Intel Nem felejtő Memória Megoldások Csoportjának alelnöke és vezérigazgatója bejelentette, hogy az Intel az új memória alapján adatközponti és notebook SSD-k, valamint DIMM-ek eladását tervezi 2016-ban az Optane márkanéven. Bemutatta az Optane SSD-t, amely öt-hétszer nagyobb teljesítményt nyújt az Intel jelenlegi leggyorsabb SSD-jének, különféle feladatokat futtatva.

Később ő és Al Fazio, az Intel vezető munkatársa és a memóriatechnológia fejlesztési igazgatója bemutatott sok technikai részletet - bár néhány fontos információt még mindig csomagolás alatt tartanak, például az adatok írásához használt tényleges anyagot.

Ebben a szekcióban Crooke feltartott egy ostyát, amely szerint a 3D XPoint memóriát tartalmazza, amely hajtásonként 128 Gbit bit tárolást tartalmaz. Összességében azt mondták, hogy a teljes ostya 5 terabyte adatot képes tárolni.

Fazio az emlékezet modellje mellett állt, amely szerint a tényleges méret 5 millió-szorosa volt. Ezt a modellt, amely csak 32 bit memória tárolását mutatta be, magyarázta, hogy a szerkezet hogyan működik.

Azt mondta, hogy nagyon egyszerű a keresztpont felépítése. Ebben az elrendezésben a merőleges vezetékek (más néven szóvonalak) szubmikroszkópos oszlopokat kapcsolnak össze, és az egyedi memóriacellához a felső és az alsó vezeték kiválasztásával lehet foglalkozni. Megjegyezte, hogy más technológiákban ezeket és a nullákat elektronok csapdázása jelzi - a DRAM kondenzátorában és a NAN "úszó kapujában". Az új megoldással azonban a memória (a modellben zöld színben jelölve) olyan anyag, amely megváltoztatja a tömeges tulajdonságait - ez azt jelenti, hogy több százezer vagy millió atom mozog a nagy és az alacsony ellenállás között, azaz az egyik és a nulla. A probléma, elmondása szerint, a memória tárolására és a szelektorra (a modellben sárga jelzésű) készült anyagok létrehozására irányult, amelyek lehetővé teszik a memóriacellák írását vagy olvasását tranzisztor nélkül.

Nem fogja mondani, hogy mi az anyagok, de azt mondta, hogy bár az alapkoncepciója az anyagok nagy és alacsony ellenállása között változik, jelezve az értékeket és a nullákat, ez különbözik attól, amit az iparban a legtöbb ellenálló RAM-nak tartanak, mivel ez gyakran körülbelül 10 atomból álló szálakat és cellákat használ, míg az XPoint ömlesztett tulajdonságokat használ, így az összes atom megváltozik, ami megkönnyíti a gyártást.

Fazio szerint ez a koncepció nagyon méretezhető, mivel további rétegeket adhat hozzá, vagy méretezheti a gyártást kisebb méretekre. A jelenlegi 128 Gbit-es chipek két réteget használnak, és 20 nm-en gyártják. Egy kérdés-válasz ülésen megjegyezte, hogy a rétegek létrehozásának és összekapcsolásának technológiája nem ugyanaz, mint a 3D NAND esetében, és többrétegű litográfiát igényel, tehát a költségek arányosan növekedhetnek, ha rétegeket adnak egy adott pont után. De azt mondta, hogy valószínűleg gazdaságos a 4 vagy 8 rétegű chipek létrehozása, és Crooke viccelődte, hogy három év alatt 16 réteget fog mondani. Azt is mondta, hogy technikailag lehetséges többszintű cellák létrehozása - mint például a NAND flashben használt MLC-k -, de a NAND-nal ez sok időt vett igénybe, és valószínűleg nem hamarosan megtörténik a gyártási margók miatt.

Általánosságban elmondható, hogy Fazio szerint a memória kapacitásának növekedése a NAND-hoz hasonló ütemben növekszik, pár évente megduplázódik, közel állva Moore törvény stílusának javításához.

2016-ban az Intel az új technológiával gyártott Optane SSD-ket eladja szabványos 2, 5 hüvelyk (U.2) és a mobil M.2 (22 mm 30 mm-es) formátumban, mondta Crooke. Ez hasznos lehet olyan alkalmazásokban, mint például a magával ragadó játék lehetővé tétele nagy nyitott világokkal, amelyek nagy adatkészleteket igényelnek.

Míg az eredeti demonstráció öt-hét alkalommal javult a szokásos tárolódobozban, Fazio azt mondta, hogy ezt a tároló buszok körül a többi dolog korlátozza. Azt mondta, hogy "felszabadíthatja" a lehetőségeket, ha leteszi a tároló buszról, és közvetlenül a memória buszra helyezte, ezért az Intel azt tervezi, hogy jövőre is kiad egy verziót, amely az NVMe (nem felejtő memória expressz) szabványt használja fel PCIe. Sok eladó most kínál NAND flash-et a PCI-buszon keresztül, és azt mondták, hogy az XPoint teljesítménye ott jelentősen jobb.

Másik lehetőség lehet ezt a memóriát közvetlenül rendszermemóriaként használni. A következő generációs Xeon processzorral - amelyet még nem jelentettek be, de számos szekcióban megemlítették - képesnek kell lennie arra, hogy az XPoint-ot közvetlenül memóriaként használja, lehetővé téve a DRAM jelenlegi maximális memóriajának négyszeresét olcsóbban. A 3D XPoint valamivel lassabb, mint a DRAM, de azt mondták, hogy a késleltetést két számjegyű nanosekundumban mérik, ami közel áll a DRAM-hoz és több százszor gyorsabb, mint a NAND. (Vegye figyelembe, hogy a NAND olvasási sebessége sokkal gyorsabb, mint az írási sebessége, és hogy a NAND az oldalak memóriáját célozza meg, míg a DRAM és az XPoint az egyes bitszinteket célozza meg a memóriához.)

Az Intel a következő évben is felajánlja a memóriát DDR4-képes DIMM helyekben - mondta Crooke, miközben az ábra azt jelzi, hogy a DRAM-rel együtt fogják használni, a hagyományos memória pedig visszaíró gyorsítótárként működik. Azt mondták, hogy ez az operációs rendszer vagy az alkalmazás megváltoztatása nélkül működhet.

Crooke beszélt e memória lehetséges felhasználásáról olyan alkalmazásokban, mint például a pénzügyi szolgáltatások, a csalások felderítése, az online reklám, valamint a tudományos kutatások, például a számítási genomika - mivel ez különösen jó nagy adathalmazok kezelésére, gyors véletlenszerű adathozzáférést kínálva. De azt mondta, hogy nagyszerű lehet a magával ragadó, megszakítás nélküli játékhoz is.

Még mindig sok nyitott kérdés van, mivel a terméket még nem szállították, tehát még nem tudjuk a tényleges árképzést, a műszaki leírást vagy az egyes modelleket. Világossá tette, hogy az Intel a memóriát csak meghatározott modulok részeként kívánja eladni, nem pedig nyers memóriakomponensekként. (A Micron, amely az anyag alapján termékeket fog eladni, még nem tett közzé konkrét termékeket.)

Feltételezve, hogy az ár ésszerűnek bizonyul, és hogy a technológia tovább halad, látom, hogy hatalmas felhasználást élvezünk egy olyan technológia számára, amely illeszkedik a DRAM és a NAND közé. Nagyon valószínűtlen, hogy mindkét részt felváltja - a DRAM-nak gyorsabban kell maradnia, és a 3D NAND valószínűleg hosszabb ideig olcsóbb marad -, de ez a rendszer-építészet nagyon fontos részévé válhat a jövőben.