Nowa klasa pamięci dla maksymalnej wydajności pecetów, centrów danych i nie tylko

 

NAJWAŻNIEJSZE INFORMACJE

  • Intel i Micron rozpoczynają produkcję nowej klasy pamięci nieulotnej (NVM – non-volatile memory), tworząc tym samym pierwszą nową kategorię pamięci od ponad 25 lat.
  • Nowa technologia 3D XPoint™ zwiększa szybkość pamięci nieulotnej nawet 1000-krotnie w stosunku do NAND — najpopularniejszej dziś pamięci nieulotnej na rynku.[1]
  • Firmy wymyśliły unikatowe materiały i krzyżową architekturę do technologii pamięci, o 10 razy większej gęstości od pamięci konwencjonalnej.[2]
  • Nowa technologia umożliwia pojawienie się kolejnych innowacji, do zastosowań takich jak monitorowanie chorób w czasie rzeczywistym, gry komputerowe w rozdzielczości 8K i in.

 

SANTA CLARA i BOISE, Stany Zjednoczone, 28 lipca 2015 r. — Firmy Intel Corporation oraz Micron Technology, Inc. przedstawiły dzisiaj technologię 3D XPoint™ — pamięć nieulotną, która ma potencjał zrewolucjonizowania każdego urządzenia albo usługi korzystających z szybkiego dostępu do dużych zestawów danych. Będąca obecnie na etapie produkcji technologia 3D XPoint jest istotnym przełomem w technologii wytwarzania pamięci oraz pierwszą nową kategorią pamięci od czasu wprowadzenia flash NAND w roku 1989.

Fala połączonych urządzeń i usług cyfrowych generuje potężną ilość nowych danych. Aby owe dane były przydatne, muszą być bardzo szybko składowane i analizowane, co stanowi wyzwanie dla usługodawców i budowniczych systemów, którzy muszą zrównoważyć kompromisy w koszcie, zasilaniu i wydajności podczas projektowania rozwiązań pamięciowych i magazynujących. Technologia 3D XPoint łączy zalety wydajności, zagęszczenia, zasilania, nieulotności i kosztu wszystkich technologii pamięci dostępnych obecnie na rynku. Technologia jest do 1000 razy szybsza i nawet 1000 razy trwalsza od NAND i cechuje się 10-krotnie większym upakowaniem od konwencjonalnej pamięci.[3]

„Przez dziesięciolecia branża szukała sposobów na zmniejszenie opóźnienia między procesorem a danymi, by umożliwić znacznie szybszą analizę” — powiedział Rob Crooke, starszy wiceprezes i dyrektor generalny Non-Volatile Memory Solutions Group w Intelu. „Ta nowa klasa pamięci nieulotnej osiąga ów cel i wprowadza rewolucyjną wydajność do rozwiązań pamięciowych i magazynujących”.

„Jedną z najpoważniejszych przeszkód we współczesnej technice komputerowej jest czas, jaki procesorowi zajmuje pobranie danych z długotrwałych urządzeń magazynujących” — powiedział Mark Adams, prezes firmy Micron. „Ta nowa klasa pamięci nieulotnej jest rewolucyjną technologią umożliwiającą szybki dostęp do ogromnych zestawów danych i pozwalającą na zupełnie nowe zastosowania”.

Wraz z szybkim wzrostem cyfrowego świata — od 4,4 zetabajtów cyfrowych danych stworzonych w roku 2013 po 44 zetabajty spodziewane w roku 2020 — technologia 3D XPoint w ciągu nanosekund może zamienić te potężne ilości danych w cenne informacje. Na przykład, handlowcy mogą użyć technologii 3D XPoint do szybszego wykrywania schematów oszustw w transakcjach finansowych, badacze medyczni mogliby przetwarzać i analizować większe zestawy danych w czasie rzeczywistym, przyspieszając skomplikowane zadania takie jak analizę genetyczną czy monitorowanie choroby.[4]

Wydajnościowe zalety technologii 3D XPoint mogą też ulepszyć użytkowanie komputerów PC, pozwalając nabywcom cieszyć się szybszymi interaktywnymi mediami społecznościowymi i wspólną pracą, a także bardziej wciągającymi doznaniami w grach. Nieulotna natura technologii powoduje, że jest idealnym wyborem do mnóstwa zastosowań magazynujących o niskich opóźnieniach, ponieważ dane nie są kasowane po wyłączeniu zasilania urządzenia.

 

Nowa receptura i architektura przełomowej technologii pamięci

Po ponad dekadzie prac badawczo-rozwojowych technologia 3D XPoint została zbudowana od zera jako odpowiedź na potrzebę nieulotnego, wysokowydajnego, bardzo trwałego i pojemnego rozwiązania magazynującego i pamięciowego w przystępnej cenie. Ustanawia nową klasę pamięci nieulotnej, która znacznie zmniejsza opóźnienia, pozwalając na przechowywanie znacznie większej liczby danych blisko procesora i dostęp do nich z prędkościami niemożliwymi do uzyskania w magazynach nieulotnych.

 

Nowatorska, beztranzystorowa architektura krzyżowa tworzy trójwymiarową szachownicę, w której komórki pamięci znajdują się na przecięciu linii słów z liniami bitów, przez co komórki mogą być indywidualnie adresowane. W efekcie dane można zapisywać i odczytywać w małych porcjach, co prowadzi do szybszych i efektywniejszych procesów odczytu/zapisu.

 

Więcej informacji na temat technologii 3D XPoint:

  • Krzyżowa struktura macierzowa — prostopadłe przewodniki łączą 128 mld gęsto upakowanych komórek pamięci. Każda komórka pamięci przechowuje jeden bit danych. Ta zwarta struktura daje w rezultacie wysoką wydajność i gęste upakowanie bitów.
  • Stosy — oprócz ciasnej krzyżowej struktury macierzowej komórki pamięci rozmieszczone są na wielu warstwach. Pierwsze wcielenie technologii przechowuje 128 Gb na płytce z dwoma warstwami pamięci. Przyszłe generacje tej technologii mogą zwiększyć liczbę warstw pamięci poza tradycyjnym litograficznym skalowaniem rozdzielczości, co jeszcze bardziej zwiększy pojemności systemu.
  • Selektor — dostęp do komórek pamięci i ich zapis lub odczyt odbywa się przez zmianę napięcia przekazywanego do każdego selektora. Eliminuje to konieczność stosowania tranzystorów, a więc zwiększa pojemność przy jednoczesnej redukcji kosztów.
  • Komórka o szybkim przełączaniu — przy małym rozmiarze komórki, szybko przełączającym się selektorze, matrycy krzyżowej o niskim opóźnieniu i szybkim algorytmie zapisu komórka może zmieniać stany szybciej niż w jakiejkolwiek dzisiejszej technologii pamięci nieulotnej.

 

Technologia 3D XPoint będzie dostępna w postaci próbek w późniejszej części tego roku, a Intel i Micron opracowują produkty oparte na tej technologii.

[1] Różnica w wydajności na podstawie porównania między technologią 3D XPoint i inną branżową NAND

[2] Różnica w zagęszczeniu na podstawie porównania między technologią 3D XPoint i inną branżową DRAM

[3] Różnica w trwałości na podstawie porównania między technologią 3D XPoint i inną branżową NAND

[4] http://www.emc.com/leadership/digital-universe/2014iview/executive-summary.htm