Intel detaljer 3d xpoint hukommelse, fremtidige produkter

På dette års Intel Developer Forum afslørede virksomheden yderligere tekniske detaljer om sin kommende 3D XPoint-hukommelse, som har potentialet til virkelig at ændre pc-arkitektur ved at udfylde kløften mellem traditionel hovedhukommelse og opbevaring.

Intel og Micron, der sammen skabte den nye hukommelse og planlægger at producere den på et joint venture-anlæg i Lehi, Utah, har sagt, at 3D XPoint er 1.000 gange hurtigere end NAND-flash og 10 gange DRAM-densiteten. Som sådan kan det være et hurtigere alternativ til nutidens NAND-flashhukommelse, der har meget kapacitet og er relativt billig, eller fungerer som en erstatning eller supplement til traditionel DRAM, som er hurtigere, men har begrænset kapacitet. Hos IDF fik vi flere detaljer om, hvordan det kunne fungere i en af ​​disse løsninger.

Under hovedtaler meddelte Rob Crooke, senior vice president og general manager for Intels Non-Volatile Memory Solutions Group, at Intel planlægger at sælge SSD'er for datacentre og notebook samt DIMM'er baseret på den nye hukommelse i 2016 under mærket Optane. Han demonstrerede en Optane SSD, der leverede fem til syv gange effektiviteten af ​​Intels nuværende hurtigste SSD, der kører en række opgaver.

Senere præsenterede han og Al Fazio, en Intel-senior og direktør for udvikling af hukommelsesteknologi, en masse af de tekniske detaljer - skønt de stadig holder nogle vigtige oplysninger under omslag, såsom det faktiske materiale, der bruges til at skrive dataene.

I den session holdt Crooke en skive, som han sagde indeholdt 3D XPoint-hukommelsen, som vil indeholde 128 Gbits opbevaring pr. Matrice. I alt sagde de, at den fulde skive kunne indeholde 5 Terabyte data.

Fazio stod ved siden af ​​en hukommelsesmodel, som han sagde var 5 millioner gange den faktiske størrelse. Han brugte denne model, der kun viste lagring af 32 bits hukommelse, for at forklare, hvordan strukturen fungerer.

Han sagde, at det havde en temmelig enkel tværpunktsstruktur. I dette arrangement forbinder de vinkelrette ledninger (undertiden kaldet ordlinjer) submikroskopiske kolonner, og en individuel hukommelsescelle kan adresseres ved at vælge dens øverste og nederste ledning. Han bemærkede, at i andre teknologier er disse og nuller indikeret ved at fange elektroner - i en kondensator til DRAM og i en "flydende port" for NAN. Men med den nye løsning er hukommelsen (vist i grønt i modellen) et materiale, der ændrer dens bulkegenskaber - hvilket betyder, at du har hundreder af tusinder eller millioner af atomer, der bevæger sig mellem høj og lav resistivitet, hvilket indikerer sådanne og nuller. Spørgsmålet, sagde han, har været at skabe materialer til hukommelse opbevaring og til vælgeren (angivet i gult i modellen), som gør det muligt for hukommelsescellerne at blive skrevet til eller læst uden at kræve en transistor.

Han sagde ikke, hvad materialerne var, men sagde, at selvom det har det grundlæggende begreb af materialer, der skifter mellem høj og lav modstand for at indikere sådanne og nuller, var det anderledes end hvad de fleste i branchen betragter som resistiv RAM, da bruger ofte filamenter og celler med omkring 10 atomer, mens XPoint bruger bulkegenskaber, så alle atomer ændres, hvilket gør det lettere at fremstille.

Fazio sagde, at dette koncept er meget skalerbart, idet du kunne tilføje flere lag eller skalere fremstillingen til mindre dimensioner. De aktuelle 128 Gbit-chips bruger to lag og fremstilles ved 20nm. I en spørgsmål-og-svar-session bemærkede han, at teknologien til at oprette og forbinde lagene ikke er den samme som for 3D NAND og kræver flere lag med litografi, så omkostningerne kan stige proportionalt, når du tilføjer lag efter et bestemt punkt. Men han sagde, at det sandsynligvis var økonomisk at oprette 4-lags eller 8-lags chips, og Crooke spøgte med, at han om tre år siger 16 lag. Han sagde også, at det var teknisk muligt at oprette celler på flere niveauer - såsom MLC'erne, der blev brugt i NAND-flash - men det tog lang tid at gøre det med NAND og det vil sandsynligvis ikke ske snart på grund af produktionsmargener.

Generelt sagde Fazio, at vi kunne forvente, at hukommelseskapaciteten ville stige på en kadens, der ligner NAND, fordobling hvert par år ved at nærme sig Moores forbedringer i lovstil.

I 2016 vil Intel sælge Optane SSD'er fremstillet med den nye teknologi i standard 2, 5-tommer (U.2) og den mobile M.2 (22 mm med 30 mm) formfaktorer, sagde Crooke. Dette ville være nyttigt i applikationer såsom aktivering af fordybende spil med store åbne verdener, som kræver store datasæt.

Mens den første demonstration viste en forbedring på fem til syv gange på en standard opbevaringsboks, sagde Fazio, at det var begrænset af de andre ting omkring denne opbevaringsbuss. Han sagde, at du kunne "løsne" potentialet ved at fjerne det fra opbevaringsbussen og sætte det direkte på en hukommelsesbuss, hvilket er grunden til, at Intel planlægger også næste år at udgive en version ved hjælp af NVMe (ikke-flygtig hukommelsesekspress) -standard på toppen af PCIe. Mange sælgere tilbyder nu NAND-flash over PCI-bussen, og de sagde, at XPoint-ydeevne ville være markant bedre der.

En anden anvendelse kan være at bruge denne hukommelse direkte som systemhukommelse. Ved hjælp af den næste generation af Xeon-processor - endnu ikke annonceret, men nævnt i et antal sessioner - skal du være i stand til at bruge XPoint direkte som hukommelse, hvilket tillader fire gange den aktuelle maksimale hukommelse af DRAM til en lavere pris. 3D XPoint er noget langsommere end DRAM, men de sagde, at latenstiden måles i dobbeltcifrede nanosekunder, som er temmelig tæt på DRAM og hundreder af gange hurtigere end NAND. (Bemærk, at NAND læsehastigheder er meget hurtigere end dens skrivehastigheder, og at NAND adresserer hukommelsen på sider, mens DRAM og XPoint adresserer hukommelsen på et individuelt bitniveau.)

Intel vil også tilbyde hukommelsen i DDR4-kompatible DIMM-slots næste år, sagde Crooke, mens et diagram angav, at det vil blive brugt sammen med DRAM, hvor den traditionelle hukommelse fungerer som en back-cache. De sagde, at dette kan fungere uden ændringer i operativsystemet eller applikationen.

Crooke talte om den potentielle anvendelse af denne hukommelse i applikationer som finansielle tjenester, bedrageri-afsløring, online-annoncering og videnskabelig forskning såsom computational genomik - da det er især godt til at håndtere store datasæt, der tilbyder hurtig tilfældig datatilgang. Men han sagde, at det også ville være godt til fordybende, uafbrudt spil.

Der er stadig mange åbne spørgsmål, da produktet ikke er blevet leveret, så vi ved ikke den faktiske prisfastsættelse, specifikationer eller bestemte modeller endnu. Han gjorde det klart, at Intel har til hensigt kun at sælge hukommelsen som en del af specifikke moduler, ikke som rå hukommelseskomponenter. (Micron, der også vil sælge produkter baseret på materialet, har endnu ikke offentliggjort nogen meddelelser om specifikke produkter.)

Hvis vi antager, at prisen viser sig at være rimelig, og at teknologien fortsætter med at gå videre, kan jeg se en enorm anvendelse af en teknologi, der passer ind mellem DRAM og NAND. Det er meget usandsynligt, at det erstattes af enten - DRAM skal forblive hurtigere og 3D NAND vil sandsynligvis forblive billigere i ganske lang tid - men det kan blive en meget vigtig del af systemarkitekturen fremover.