Intel detaljer 3d xpoint minne, fremtidige produkter

På årets Intel Developer Forum ga selskapet ytterligere tekniske detaljer om sitt kommende 3D XPoint-minne, som har potensial til å virkelig endre PC-arkitektur ved å fylle gapet mellom tradisjonelt hovedminne og lagring.

Intel og Micron, som sammen opprettet det nye minnet og planlegger å produsere det på et joint venture-anlegg i Lehi, Utah, har sagt at 3D XPoint er 1000 ganger raskere enn NAND-blits og 10 ganger tettheten til DRAM. Som sådan kan det være et raskere alternativ til dagens NAND-flashminne, som har mye kapasitet og er relativt billig, eller fungerer som erstatning eller tillegg til tradisjonell DRAM, som er raskere, men har begrenset kapasitet. Hos IDF fikk vi flere detaljer om hvordan det kan fungere i noen av disse løsningene.

Under hovednotatet kunngjorde Rob Crooke, seniordirektør og daglig leder for Intels Non-Volatile Memory Solutions Group, at Intel planlegger å selge datasenter og bærbare SSD-er, så vel som DIMM-er basert på det nye minnet i 2016 under merkevaren Optane. Han demonstrerte en Optane SSD som ga fem til syv ganger ytelsen til Intels nåværende raskeste SSD som kjører en rekke oppgaver.

Senere presenterte han og Al Fazio, en Intel-stipendiat og direktør for utvikling av minneteknologi, mange tekniske detaljer - selv om de fremdeles holder viktig informasjon under omslag, for eksempel det faktiske materialet som ble brukt til å skrive dataene.

I den økten holdt Crooke opp en skive som han sa inneholdt 3D XPoint-minnet, som vil inneholde 128 Gbits lagring per dyse. Totalt sa de at hele skiven kunne inneholde 5 Terabyte med data.

Fazio sto ved siden av en modell av minnet, som han sa var 5 millioner ganger den faktiske størrelsen. Han brukte denne modellen, som bare viste lagring av 32 bits minne, for å forklare hvordan strukturen fungerer.

Han sa at den hadde en ganske enkel tverrpunktsstruktur. I dette arrangementet kobler de vinkelrette ledningene (noen ganger kalt ordlinjer) submikroskopiske kolonner, og en individuell minnecelle kan adresseres ved å velge den øverste og nedre ledningen. Han bemerket at i andre teknologier indikeres de og nullene ved å fange elektroner - i en kondensator for DRAM og i en "flytende port" for NAN. Men med den nye løsningen er minnet (indikert med grønt i modellen) et materiale som endrer bulkegenskaper - noe som betyr at du har hundretusener eller millioner atomer som beveger seg mellom høy og lav resistivitet som indikerer de og nuller. Problemet, sa han, har vært å lage materialene for lagring av minnet og for velgeren (angitt i gult i modellen) som gjør det mulig å skrive minnene til eller lese uten å kreve en transistor.

Han ville ikke si hva materialene var, men sa at selv om det har det grunnleggende konseptet med materialer som skifter mellom høy og lav motstand for å indikere slike og nuller, var det forskjellig fra hva de fleste i bransjen anser som resistiv RAM, som det bruker ofte filamenter og celler med rundt 10 atomer, mens XPoint bruker bulkegenskaper slik at alle atomene endres, noe som gjør det enklere å produsere.

Fazio sa at dette konseptet er veldig skalerbart, ved at du kan legge til flere lag eller skalere produksjonen til mindre dimensjoner. De nåværende 128 Gbit-brikkene bruker to lag og er produsert ved 20nm. I en spørsmål-og-svarøkt bemerket han at teknologien for å lage og koble lagene ikke er den samme som for 3D NAND og krever flere lag litografi, så kostnadene kan stige proporsjonalt når du legger til lag etter et visst punkt. Men han sa at det sannsynligvis var økonomisk å lage 4-lags eller 8-lags chips, og Crooke spøkte at om tre år vil han si 16 lag. Han sa også at det var teknisk mulig å lage celler på flere nivåer - for eksempel MLC-er som ble brukt i NAND-blits - men det tok lang tid å gjøre det med NAND, og ​​det vil sannsynligvis ikke skje snart på grunn av produksjonsmarginer.

Generelt sa Fazio at vi kunne forvente at minnekapasiteten vil øke på en tråkkfrekvens som ligner på NAND, og ​​dobles hvert par år, og nærmer oss Mores forbedringer i lovstil.

I 2016 vil Intel selge Optane SSD-er produsert med den nye teknologien i standard 2, 5-tommers (U.2) og de mobile M.2 (22 mm med 30 mm) formfaktorer, sa Crooke. Dette vil være nyttig i applikasjoner som å muliggjøre altoppslukende spill med store åpne verdener, som krever store datasett.

Mens den første demonstrasjonen viste en forbedring på fem til syv ganger på en standard lagringsboks, sa Fazio at det var begrenset av de andre tingene rundt den lagringsbussen. Han sa at du kan "slippe løs" potensialet ved å ta det av lagringsbussen og legge det direkte på en minnebuss, og det er grunnen til at Intel også planlegger å gi ut neste år en versjon som bruker NVMe (ikke-flyktig minneuttrykk) på toppen av PCIe. Mange leverandører tilbyr nå NAND-blits over PCI-bussen, og de sa at ytelsen til XPoint ville være betydelig bedre der.

En annen bruk kan være å bruke dette minnet direkte som systemminne. Ved å bruke neste generasjons Xeon-prosessor - enda ikke kunngjort, men nevnt i en rekke økter - bør du kunne bruke XPoint direkte som minne slik at fire ganger det nåværende maksimale minnet til DRAM til en lavere pris. 3D XPoint er noe tregere enn DRAM, men de sa at latenstiden er målt i tosifrede nanosekunder, som er ganske nær DRAM og hundrevis av ganger raskere enn NAND. (Merk at NAND lesehastigheter er mye raskere enn skrivehastighetene, og at NAND adresserer minnet på sider, mens DRAM og XPoint adresserer minnet på et individuelt bittivå.)

Intel vil også tilby minnet i DDR4-kompatible DIMM-spor neste år, sa Crooke, mens et diagram indikerte at det vil bli brukt i forbindelse med DRAM, hvor det tradisjonelle minnet fungerer som en skrivebuffer. De sa at dette kan fungere uten endringer i operativsystemet eller applikasjonen.

Crooke snakket om den potensielle bruken av dette minnet i applikasjoner som finansielle tjenester, svindelavdekking, online annonsering og vitenskapelig forskning som beregningsgenomikk - ettersom det er spesielt bra for å håndtere store datasett, og tilbyr rask tilfeldig datatilgang. Men han sa at det også ville være flott for altoppslukende, uavbrutt spill.

Det er fortsatt mange åpne spørsmål, ettersom produktet ikke har blitt levert, så vi vet ikke faktiske priser, spesifikasjoner eller bestemte modeller ennå. Han gjorde det klart at Intel akter å selge minnet bare som en del av spesifikke moduler, ikke som rå minnekomponenter. (Micron, som også vil selge produkter basert på materialet, har ennå ikke gitt noen kunngjøringer om spesifikke produkter.)

Forutsatt at prisen viser seg å være rimelig og at teknologien fortsetter å avansere, kan jeg se en enorm bruk for en teknologi som passer inn mellom DRAM og NAND. Det er svært usannsynlig å erstatte heller - DRAM bør forbli raskere og 3D NAND vil sannsynligvis holde seg billigere ganske lenge - men det kan bli en veldig viktig del av systemarkitekturen fremover.