3D XPoint

3D XPoint (læs " 3D krydspunkt " - "tredimensionelt skæringspunkt" [1] ) er en ikke-flygtig hukommelsesteknologi , der blev annonceret af Intel og Micron i juli 2015. Intel-enheder, der bruger denne teknologi, går under Optane- varemærket , og Micron-enheder skulle frigives under QuantX- mærket , efterfølgende nægtede Micron at deltage i udviklingen af ​​teknologien.

Detaljer om de anvendte materialer og fysiske principper blev ikke offentliggjort ved udgangen af ​​2016. For at registrere information i hukommelsesceller bruges en ændring i materialets modstand. Cellerne, formentlig sammen med en slags selektor, er placeret i skæringspunktet mellem vinkelrette ord- og bitadresseringslinjer. Teknologien tillader implementering med flere lag af celler. Enheder baseret på 3D XPoint-hukommelse er tilgængelige til installation i DDR4 ( NVDIMM , ikke-flygtige DIMM ) og PCI Express ( NVM Express ) hukommelsespladser.

Teknologi

Udviklingen af ​​teknologien begyndte omkring 2012 [2] . Tidligere har Intel og Micron allerede været engageret i den fælles udvikling af andre typer ikke-flygtige faseændringshukommelser (PCM, PRAM) [3] [4] ; Ifølge en Micron - medarbejder adskiller 3D XPoint-arkitekturen sig fra tidligere PCM-hukommelsesimplementeringer og bruger chalcogenidmaterialer til både vælgeren og til lagring af data i hukommelsesceller. Sådanne materialer er hurtigere og mere stabile end traditionelle PCM-materialer såsom GeSbTe (GST) [5] .

I 2015 blev det bemærket, at teknologien "ikke er baseret på elektroner " [6] , og også at ændringen i materialers elektriske modstand anvendes og bit-for-bit adressering er mulig [7] . Der var også en vis lighed med den resistive random access memory ( RRAM ) udviklet af Crossbar , men ved at bruge forskellige fysiske principper til lagring af information [2] [8] . Intels administrerende direktør Brian Krzanich , som svar på spørgsmål om XPoint-materialer , præciserede, at skift er baseret på " massematerialeegenskaber " [9] .  Det er også blevet hævdet, at 3D Xpoint ikke bruger materialefaseændringer eller " memristor " -teknologi [10] .

Individuelle hukommelsesceller i XPoint adresseres ved hjælp af en vælger, og adgang til dem kræver ikke en transistor (som i NAND- og DRAM -teknologier ), hvilket gør det muligt at reducere cellearealet og øge deres tæthed på en chip [11] .

Ifølge medierapporter har andre virksomheder ikke præsenteret arbejdsversioner af resistiv eller faseskiftende hukommelse, der ville opnå samme niveau af ydeevne og pålidelighed som XPoint [12] .

TechInsights rapporterer om brugen af ​​GST-baseret PCM-hukommelse og en As+GST-baseret vælger (ovonic threshold switch, OTS) [13] [14]

Produktion

I 2015 producerede IM Flash- fabrikken  - et joint venture mellem Intel og Micron i Lehigh , Utah - et lille antal 128 Gb chips ved hjælp af teknologien, de brugte to lag celler på hver 64 Gb [2] [15 ] . I begyndelsen af ​​2016 anslog IM Flash CEO Guy Blalock, at masseproduktion af chips ikke ville begynde tidligere end om 12-18 måneder [16] .

I midten af ​​2015 annoncerede Intel brugen af ​​"Optane"-mærket til lagringsprodukter baseret på 3D XPoint-teknologi [17] , og i marts 2017 udkom det første NVMe -drev med 3D XPoint-hukommelse, Optane P4800X [18] . .

Den 27. oktober 2017 leverede Intel drev i Optane SSD 900P-serien med en volumen på 280 og 480 GB beregnet til stationære computere. Den erklærede hastighed for sekventiel læsning af information når 2500 MB / s, hastigheden for sekventiel skrivning er 2000 MB / s [19] .

Da prisen på 3D XPoint overstiger omkostningerne ved den sædvanlige TLC 3D NAND med omkring en størrelsesorden, og ifølge tilgængelige estimater koster produktionen af ​​1 GB sådan hukommelse mindst $ 0,5, hvilket forhindrer Intel i at komme ind på massemarkedet med drev baseret på en sådan hukommelse (virksomheden fandt dog output ved at frigive et hybridt forbrugerprodukt, der er bygget som en kombination af 3D XPoint og QLC 3D NAND-chips, og udnyttede begge dele) [20] .

I foråret 2021 solgte Micron Lehighs 3D XPoint-produktionsfacilitet til Texas Instruments , som har til hensigt fuldt ud at konvertere den til andre produkter [20] .

Præstationsvurderinger

I begyndelsen af ​​2016 udtalte IM Flash, at den første generation af SSD'er ville opnå 95K IOPS med latenser i størrelsesordenen 9 mikrosekunder [16] . På Intel Developer Forum 2016 blev 140 GB PCIe- drev demonstreret, hvilket viste to til tre gange bedre ydeevne sammenlignet med NAND -baserede NVMe SSD'er [21] .

I midten af ​​2016 annoncerede Intel, at sammenlignet med NAND-flash har den nye teknologi 10 gange lavere driftsventetid, 3 gange højere omskrivningsressource, 4 gange flere skrivninger i sekundet, 3 gange flere operationer. læsninger pr. sekund, mens de bruger omkring 30 % af strømforbruget for flashhukommelse [22] [23] .

I oktober 2016 udtalte Microns VP for Storage Solutions, at "3D Xpoint vil være omkring halvdelen af ​​prisen på DRAM og fire til fem gange dyrere end NAND-flash" (for samme volumen) [24] [25] , men lavere end det af DRAM [26] .

Uafhængige test af de første frigivne NVMe-enheder baseret på 3D XPoint (Intel Optane Memory) for deres anvendelighed som blokenheder ved arbejdsbelastninger, der er typiske for individuelle brugere, viste ikke nogen mærkbar fordel i sammenligning med NAND-baserede NVMe-drev, men i betragtning af deres høje pris - og konkurrenceevne, er Intels og Microns fokus på at promovere denne type hukommelse til virksomhederne i stedet for forbrugermarkedet også forbundet med dette [27] .

Noter

  1. ↑ 3D XPoint™-teknologi revolutionerer lagerhukommelsen , Intel , < https://www.youtube.com/watch?v=Wgk4U4qVpNY > Arkiveret 8. november 2020 på Wayback Machine 
  2. ↑ 1 2 3 Clarke, Peter (28. juli 2015), Intel, Micron Launch "Bulk-Switching" ReRAM , < http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1327289 > Arkiveret 3. juli 2017 på Wayback Machine 
  3. ↑ Intel og Numonyx introducerede 64 Gb stabelbare PCM-chips i 2009: McGrath, Dylan (28. oktober 2009), Intel, Numonyx hævder faseskiftende hukommelsesmilepæl , < http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1172109 > Arkiveret 4. december 2019 på Wayback Machine 
  4. ↑ Arkiveret kopi . Hentet 26. november 2017. Arkiveret fra originalen 24. marts 2017.
  5. ↑ Clarke, Peter (31. juli 2015), Patentsøgning understøtter View 3D XPoint Based on Phase-Change , < http://www.eetimes.com/author.asp?section_id=36&doc_id=1327313 > Arkiveret 3. juli 2017 Wayback Machine 
  6. ↑ Neale, Ron (14. august 2015), Imagining What's Inside 3D XPoint , < http://www.eetimes.com/author.asp?section_id=36&doc_id=1327417 > Arkiveret 3. juli 2017 på Wayback Machine 
  7. ↑ Hruska, Joel Intel, Micron afslører Xpoint, en ny hukommelsesarkitektur, der kunne overgå DDR4 og NAND . ExtremeTech (29. juli 2015). Hentet 15. november 2016. Arkiveret fra originalen 20. august 2015.
  8. ↑ Clarke, Peter (28. juli 2015), Intel, Micron Launch "Bulk-Switching" ReRAM , < http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1327289 > Arkiveret 3. juli 2017 på Wayback Machine 
  9. ↑ Merrick, Rick, Intels Krzanich: CEO Q&A hos IDF , s. 2 , < http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1327478 > Arkiveret 22. marts 2017 på Wayback Machine 
  10. ↑ Mellor, Chris Bare TUSINDE gange BEDRE end FLASH! Intel, Microns fantastiske påstand . Registret (28. juli 2015). "En talsmand for Intel afviste kategorisk, at det var en faseskiftende hukommelsesproces eller en memristor-teknologi. Spin-overførselsmoment blev også afvist". Hentet 28. september 2017. Arkiveret fra originalen 5. september 2017.
  11. ↑ Intels Xpoint er stort set ødelagt . Hentet 8. oktober 2016. Arkiveret fra originalen 12. november 2020.
  12. ↑ Af Chris Mellor, The Register. " Farvel: XPoint er Intels bedste exit fra NAND-produktionshelvede Arkiveret 5. september 2017 på Wayback Machine ." / 21. april 2016. 22. april 2016.
  13. ↑ Intel 3D XPoint Memory Die Fjernet fra Intel Optane™ PCM (Phase Change Memory) . Hentet 26. november 2017. Arkiveret fra originalen 1. december 2017.
  14. ↑ http://techinsights.com/about-techinsights/overview/blog/memory-selector-elements-for-intel-optane-xpoint-memory/ Arkiveret 1. december 2017 på Wayback-maskinen Intel XPoint-hukommelse har vedtaget chalcogenid-baseret faseændringsmaterialer. Et GST (Ge-Sb-Te) legeringslag bruges til hukommelseselementet, som vi kalder en Phase Change Memory (PCM) … Intel XPoint-hukommelse bruger en anden chalcogenid-baseret legering med arsen (As) dopet, som er forskellig fra hukommelsen anvendt elementmateriale. Dette betyder, at den vælger Intel, der bruges på XPoint-hukommelsen, er et ovonic threshold switch-materiale (OTS).
  15. ↑ Smith, Ryan (18. august 2015), Intel annoncerer Optane Storage Brand For 3D XPoint Products , < http://www.anandtech.com/show/9541/intel-announces-optane-storage-brand-for-3d-xpoint -produkter > Arkiveret 19. august 2015 på Wayback Machine 
  16. ↑ 1 2 Merrick, Rick (14. jan. 2016), 3D XPoint træder ind i lyset , < http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1328682 > Arkiveret 7. maj 2017 på Wayback Machine 
  17. ↑ Smith, Ryan (18. august 2015), Intel annoncerer Optane Storage Brand For 3D XPoint Products , < http://www.anandtech.com/show/9541/intel-announces-optane-storage-brand-for-3d-xpoint -produkter > Arkiveret 19. august 2015 på Wayback Machine 
  18. ↑ Intel Optane SSD DC P4800X 750GB Arkiveret 1. december 2017 på Wayback Machine // Hands-On gennemgang
  19. ↑ Intel Optane SSD 900P: debuten af ​​næste generations hurtige drev  (russisk) , 3DNews - Daily Digital Digest . Arkiveret fra originalen den 7. november 2017. Hentet 30. oktober 2017.
  20. ↑ 1 2 Resultater af 2021: SSD-drev - Hvad sker der med 3D XPoint Arkiveret 16. januar 2022 på Wayback Machine // 3DNews , 14. januar 2022
  21. ↑ Intels 140 GB Optane 3D Xpoint PCIe SSD fundet på IDF , Anandtech (26. august 2016). Arkiveret 8. november 2020. Hentet 26. august 2016.
  22. ↑ Demerjian, Charlie Intels Xpoint er stort set ødelagt. Med deres egne ord er det ikke i nærheden af ​​løfterne . semiaccurate.com (12. september 2016). Hentet 15. november 2016. Arkiveret fra originalen 12. november 2020.
  23. ↑ (downlink siden 11/15/2016 [2169 dage]) https://hubb.blob.core.windows.net/5a741d00-0c8a-45e4-9112-cfe073fe4ed1-published/3fde87a3-3307-8165d / MASTC01%20-%20MASTC01_-_SF16_MASTC01_102?sv=2014-02-14&sr=c&sig=QY6WHaQ267MeMFMaYT%2BfUJuBzMTkEwjrsv7%2BCzSr6sepY%3AZ06&se%2BCzSr6pY%3AZ06&sepY%3AZ06&%2BCzSr6pY%3AZ06&sepY%3AZ060%3AZ060%2% 3AZ09  
  24. ↑ Micron afslører marketingdetaljer om 3D XPoint-hukommelse QuantX . Hentet 14. oktober 2016. Arkiveret fra originalen 6. september 2017.
  25. ↑ Anton Testov. Intel: 3D XPoint-baserede SSD'er kan koste mange gange mere end almindelige SSD'er . 3dnews (23/11/2015). Hentet 15. november 2016. Arkiveret fra originalen 16. november 2016.
  26. ↑ Evangelho, Jason Intel og Micron afslører i fællesskab forstyrrende, spilskiftende 3D XPoint-hukommelse, 1000x hurtigere end NAND (utilgængeligt link) (28. juli 2015). - "Intels Rob Crooke forklarede, 'Du kunne lægge omkostningerne et sted mellem NAND og DRAM.'". Hentet 15. november 2016. Arkiveret fra originalen 15. august 2016. 
  27. ↑ Andrey Kozhemyako. 32 GB Intel Optane Memory SSD . iXBT.com (24. juli 2017). Hentet 3. august 2017. Arkiveret fra originalen 3. august 2017.

Links