3D XPpoint

3D XPoint (lue " 3D crosspoint " - "kolmiulotteinen leikkauspiste" [1] ) on haihtumaton muistitekniikka , jonka Intel ja Micron ilmoittivat heinäkuussa 2015. Tätä tekniikkaa käyttävät Intel-laitteet kuuluvat Optane- tavaramerkin alle , ja Micron-laitteet piti julkaista QuantX -brändillä , minkä jälkeen Micron kieltäytyi osallistumasta teknologian kehittämiseen.

Yksityiskohtia käytetyistä materiaaleista ja fysikaalisista periaatteista ei julkistettu vuoden 2016 lopussa. Tietojen tallentamiseen muistisoluihin käytetään materiaalin vastuksen muutosta. Solut, oletettavasti jonkinlaisen valitsimen kanssa, sijaitsevat kohtisuorassa olevien sana- ja bittiosoitusrivien leikkauskohdassa. Tekniikka mahdollistaa toteutuksen useilla solukerroksilla. 3D XPoint -muistiin perustuvia laitteita on saatavana asennettavaksi DDR4 ( NVDIMM , haihtumaton DIMM ) ja PCI Express ( NVM Express ) -muistipaikkoihin.

Tekniikka

Teknologian kehitys alkoi noin vuonna 2012 [2] . Aiemmin Intel ja Micron ovat jo olleet mukana muun tyyppisten haihtumattomien vaiheenmuutosmuistien (PCM, PRAM) yhteisessä kehittämisessä [3] [4] ; Micronin työntekijän mukaan 3D XPoint -arkkitehtuuri eroaa aiemmista PCM-muistitoteutuksista ja käyttää kalkogenidimateriaaleja sekä valitsimessa että tietojen tallentamisessa muistisoluihin. Tällaiset materiaalit ovat nopeampia ja vakaampia kuin perinteiset PCM-materiaalit, kuten GeSbTe (GST) [5] .

Vuonna 2015 todettiin, että tekniikka "ei perustu elektroneihin " [6] ja myös materiaalien sähkövastuksen muutosta käytetään ja bittibitiltä osoitus on mahdollista [7] . Siinä oli myös jonkin verran samankaltaisuutta Crossbarin kehittämän resistiivisen hajasaantimuistin ( RRAM ) kanssa , mutta käyttämällä tietojen tallentamiseen erilaisia ​​fyysisiä periaatteita [2] [8] . Intelin toimitusjohtaja Brian Krzanich selvensi XPoint-materiaaleja koskeviin kysymyksiin , että vaihtaminen perustuu " bulkkimateriaalin ominaisuuksiin " [9] . On myös väitetty, että 3D Xpoint ei käytä materiaalin vaiheenmuutosta tai " memristori " -tekniikkaa [10] .  

XPointissa yksittäiset muistisolut osoitetaan valitsimella, joihin pääsy ei vaadi transistoria (kuten NAND- ja DRAM -tekniikoissa ), mikä mahdollistaa solun pinta-alan pienentämisen ja niiden tiheyden lisäämisen sirulla [11] .

Mediatietojen mukaan muut yritykset eivät ole esittäneet toimivia versioita resistiivisestä tai vaihetta muuttavasta muistista, jotka saavuttaisivat saman suorituskyvyn ja luotettavuuden kuin XPoint [12] .

TechInsights raportoi GST-pohjaisen PCM-muistin ja As+GST-pohjaisen valitsimen (ovonic threshold switch, OTS) käytöstä [13] [14]

Tuotanto

Vuonna 2015 IM Flash -tehdas  - Intelin ja Micronin yhteisyritys Lehighissä , Utahissa - tuotti pienen määrän 128 Gt:n siruja käyttämällä tekniikkaa, he käyttivät kahta 64 Gt:n solukerrosta [2] [15 ] . Vuoden 2016 alussa IM Flashin toimitusjohtaja Guy Blalock arvioi, että sirujen massatuotanto alkaisi aikaisintaan 12–18 kuukauden kuluttua [16] .

Vuoden 2015 puolivälissä Intel ilmoitti käyttävänsä "Optane"-brändiä 3D XPoint -tekniikkaan perustuvissa tallennustuotteissa [17] , ja maaliskuussa 2017 julkaistiin ensimmäinen 3D XPoint -muistilla varustettu NVMe -asema, Optane P4800X [18] . .

Intel toimitti 27. lokakuuta 2017 pöytätietokoneille tarkoitettuja Optane SSD 900P -sarjan asemia, joiden tilavuus oli 280 ja 480 Gt. Ilmoitettu tiedon peräkkäisen lukemisen nopeus saavuttaa 2500 MB / s, peräkkäisen kirjoittamisen nopeus on 2000 MB / s [19] .

Koska 3D XPointin hinta ylittää tavanomaisen TLC 3D NANDin kustannukset noin suuruusluokkaa ja saatavilla olevien arvioiden mukaan 1 Gt tällaisen muistin tuotanto maksaa vähintään 0,5 dollaria, mikä estää Inteliä pääsemästä massamarkkinoille. sellaisiin muistiin perustuvilla asemilla (yritys kuitenkin löysi tuoton julkaisemalla hybridikulutustuotteen, joka on rakennettu 3D XPoint- ja QLC 3D NAND -sirujen yhdistelmänä hyödyntäen molempia) [20] .

Keväällä 2021 Micron myi Lehighin 3D XPoint -tehtaan Texas Instrumentsille , joka aikoo muuntaa sen kokonaan muihin tuotteisiin [20] .

Suorituskykyarviot

Vuoden 2016 alussa IM Flash totesi, että ensimmäisen sukupolven SSD-levyt saavuttaisivat 95 000 IOPS :n 9 mikrosekunnin luokkaa olevalla latenssilla [16] . Vuoden 2016 Intel Developer Forumissa esiteltiin 140 Gt :n PCIe -asemia, jotka osoittivat kaksi-kolme kertaa paremman suorituskyvyn verrattuna NAND- pohjaisiin NVMe SSD -levyihin [21] .

Vuoden 2016 puolivälissä Intel ilmoitti, että NAND-flashiin verrattuna uudella tekniikalla on 10 kertaa pienempi toimintaviive, 3 kertaa suurempi uudelleenkirjoitusresurssi, 4 kertaa enemmän kirjoitusta sekunnissa, 3 kertaa enemmän toimintoja. lukua sekunnissa, samalla kun se käyttää noin 30 %. flash-muistin virrankulutuksesta [22] [23] .

Lokakuussa 2016 Micronin tallennusratkaisujen johtaja totesi, että "3D Xpoint tulee olemaan noin puolet DRAMin hinnasta ja neljästä viiteen kertaa kalliimpi kuin NAND-flash" (samalla äänenvoimakkuudella) [24] [25 ] , mutta sitä alhaisempi. DRAM-muistista [26] .

Ensimmäisten julkaistujen 3D XPoint (Intel Optane Memory) -pohjaisten NVMe-laitteiden riippumattomat testit niiden soveltuvuudesta lohkolaitteina yksittäisille käyttäjille tyypillisissä työkuormissa eivät osoittaneet mitään huomattavaa etua NAND-pohjaisiin NVMe-asemiin verrattuna, mutta niiden korkea hinta huomioon ottaen - ja kilpailukykyyn, tähän liittyy myös Intelin ja Micronin keskittyminen tämän tyyppisten muistien edistämiseen yritysmarkkinoilla kuluttajamarkkinoiden sijaan [27] .

Muistiinpanot

  1. ↑ 3D XPoint™ -tekniikka mullistaa tallennusmuistin , Intel , < https://www.youtube.com/watch?v=Wgk4U4qVpNY > Arkistoitu 8. marraskuuta 2020 Wayback Machinessa 
  2. ↑ 1 2 3 Clarke, Peter (28. heinäkuuta 2015), Intel, Micron käynnistää "Bulk-Switching" ReRAM :n , < ​​http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1327289 > Arkistoitu 3. heinäkuuta 2017 Wayback Machinessa 
  3. ↑ Intel ja Numonyx esittelivät 64 Gt pinottavia PCM-siruja vuonna 2009: McGrath, Dylan (28. lokakuuta 2009), Intel, Numonyx vaativat vaiheenmuutosmuistin virstanpylvästä , < http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1172109 > Arkistoitu 4. joulukuuta 2019 Wayback Machinessa 
  4. ↑ Arkistoitu kopio . Haettu 26. marraskuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 24. maaliskuuta 2017.
  5. ↑ Clarke, Peter (31. heinäkuuta 2015), Patenttihaku tukee 3D XPoint -näkymää Phase-Changen perusteella , < http://www.eetimes.com/author.asp?section_id=36&doc_id=1327313 > Arkistoitu 3. heinäkuuta 2017 Wayback Machine 
  6. ↑ Neale, Ron (14. elokuuta 2015), Imagining What's Inside 3D XPoint , < http://www.eetimes.com/author.asp?section_id=36&doc_id=1327417 > Arkistoitu 3. heinäkuuta 2017 Wayback Machinessa 
  7. ↑ Hruska, Joel Intel, Micron paljastavat Xpointin, uuden muistiarkkitehtuurin, joka voisi ylittää DDR4:n ja NANDin . ExtremeTech (29. heinäkuuta 2015). Haettu 15. marraskuuta 2016. Arkistoitu alkuperäisestä 20. elokuuta 2015.
  8. ↑ Clarke, Peter (28. heinäkuuta 2015), Intel, Micron käynnistää "Bulk-Switching" ReRAM-muistin , < http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1327289 > Arkistoitu 3. heinäkuuta 2017 Wayback Machinessa 
  9. ↑ Merrick, Rick, Intelin Krzanich: IDF:n toimitusjohtaja Q&A , s. 2 , < http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1327478 > Arkistoitu 22. maaliskuuta 2017 Wayback Machinessa 
  10. ↑ Mellor, Chris Vain TUHAT kertaa PAREMPI kuin FLASH! Intel, Micronin hämmästyttävä väite . Rekisteri (28. heinäkuuta 2015). "Intelin tiedottaja kiisti kategorisesti, että kyseessä olisi vaihemuutosmuistiprosessi tai memristoritekniikka. Pyörityksen siirtomomentti hylättiin myös". Haettu 28. syyskuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 5. syyskuuta 2017.
  11. ↑ Intelin Xpoint on melko rikki . Haettu 8. lokakuuta 2016. Arkistoitu alkuperäisestä 12. marraskuuta 2020.
  12. ↑ Chris Mellor, The Register. " Hyvästi: XPoint on Intelin paras poistuminen NAND-tuotannon helvetistä Arkistoitu 5. syyskuuta 2017 Wayback Machinessa ." / 21. huhtikuuta 2016. 22. huhtikuuta 2016.
  13. ↑ Intel 3D XPoint Memory Die poistettu Intel Optane™ PCM:stä (Phase Change Memory) . Haettu 26. marraskuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 1. joulukuuta 2017.
  14. ↑ http://techinsights.com/about-techinsights/overview/blog/memory-selector-elements-for-intel-optane-xpoint-memory/ Arkistoitu 1. joulukuuta 2017 Wayback Machinessa Intel XPoint -muisti on ottanut käyttöön kalkogenidipohjaisen vaiheenmuutosmateriaalit. Muistielementissä käytetään GST-seoskerrosta (Ge-Sb-Te), jota kutsumme Phase Change Memory (PCM) -muistiksi… Intel XPoint -muisti käyttää toista kalkogenidipohjaista metalliseosta, johon on seostettu arseenia (As), joka eroaa muistista. käytetty elementtimateriaali. Tämä tarkoittaa, että XPoint-muistissa käytetty Intelin valitsin on ovonic threshold switch (OTS) -materiaalia.
  15. ↑ Smith, Ryan (18. elokuuta 2015), Intel julkisti Optane-tallennusbrändin 3D XPoint -tuotteille < http://www.anandtech.com/show/9541/intel-announces-optane-storage-brand-for-3d-xpoint -tuotteet > Arkistoitu 19. elokuuta 2015 Wayback Machinessa 
  16. ↑ 1 2 Merrick, Rick (14. tammikuuta 2016), 3D XPoint Steps Into the Light , < http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1328682 > Arkistoitu 7. toukokuuta 2017 Wayback Machinessa 
  17. ↑ Smith, Ryan (18. elokuuta 2015), Intel julkisti Optane-tallennusbrändin 3D XPoint -tuotteille < http://www.anandtech.com/show/9541/intel-announces-optane-storage-brand-for-3d-xpoint -tuotteet > Arkistoitu 19. elokuuta 2015 Wayback Machinessa 
  18. ↑ Intel Optane SSD DC P4800X 750 Gt Arkistoitu 1. joulukuuta 2017 Wayback Machinessa // Hands-On Review
  19. ↑ Intel Optane SSD 900P: seuraavan sukupolven nopeiden asemien  (venäläinen) debyytti , 3DNews - Daily Digital Digest . Arkistoitu alkuperäisestä 7. marraskuuta 2017. Haettu 30. lokakuuta 2017.
  20. ↑ 1 2 Tulokset vuodelta 2021: SSD-asemat – Mitä kuuluu 3D XPointille Arkistoitu 16. tammikuuta 2022 Wayback Machineen // 3DNews , 14. tammikuuta 2022
  21. ↑ Intelin 140 Gt Optane 3D Xpoint PCIe SSD löydetty IDF :stä , Anandtechistä (26. elokuuta 2016). Arkistoitu 8. marraskuuta 2020. Haettu 26. elokuuta 2016.
  22. ↑ Demerjian, Charlie Intelin Xpoint on melko rikki. Heidän omien sanojensa mukaan se ei ole lähellä lupauksia . semiaccurate.com (12. syyskuuta 2016). Haettu 15. marraskuuta 2016. Arkistoitu alkuperäisestä 12. marraskuuta 2020.
  23. ↑ (alalinkki 15.11.2016 alkaen [2169 päivää]) https://hubb.blob.core.windows.net/5a741d00-0c8a-45e4-9112-cfe073fe4ed1-published/3fde87a3-3307-4285e / 7-c5f6-37 MASTC01%20-%20MASTC01_-_SF16_MASTC01_102?sv=2014-02-14&sr=c&sig=QY6WHaQ267MeMFMaYT%2BfUJuBzMTkEwjrsv7%2BCzSr6pY%3D6&sp )  
  24. ↑ Micron paljastaa markkinointitiedot 3D XPoint -muistista QuantX . Haettu 14. lokakuuta 2016. Arkistoitu alkuperäisestä 6. syyskuuta 2017.
  25. ↑ Anton Testov. Intel: 3D XPoint -pohjaiset SSD-levyt voivat maksaa monta kertaa enemmän kuin tavalliset SSD-levyt . 3dnews (23.11.2015). Haettu 15. marraskuuta 2016. Arkistoitu alkuperäisestä 16. marraskuuta 2016.
  26. ↑ Evangelho, Jason Intel ja Micron julkistivat yhdessä häiritsevän, peliä muuttavan 3D XPoint -muistin, 1000x nopeampi kuin NAND (linkki ei saatavilla) (28. heinäkuuta 2015). - "Intelin Rob Crooke selitti: "Voit laittaa kustannukset jonnekin NANDin ja DRAMin väliin." Haettu 15. marraskuuta 2016. Arkistoitu alkuperäisestä 15. elokuuta 2016. 
  27. ↑ Andrei Kozhemyako. 32 Gt Intel Optane SSD -muisti . iXBT.com (24. heinäkuuta 2017). Haettu 3. elokuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 3. elokuuta 2017.

Linkit