3D XPoint: прорыв в памяти

Intel и Micron Technology представили технологию 3D XPoint, которая представляет собой энергонезависимую память, способную повысить скорость работы различных устройств, приложений и сервисов, которым необходим быстрый доступ к большим объемам данным. Память 3D XPoint позволяет создать новую категорию устройств хранения данных впервые со времен выхода на рынок флеш-памяти NAND в 1989 г.

Технология 3D XPoint объединяет в себе все преимущества технологий производства памяти, доступных на рынке. Она отличается высокой производительностью и плотностью размещения компонентов, низким энергопотреблением и доступной ценой. Эта технология до 1 тыс. раз быстрее и имеет до 1 тыс. раз более длительный срок службы по сравнению с памятью NAND. Кроме того, она имеет в 10 раз более высокую плотность размещения компонентов по сравнению с обычной памятью, поскольку создана из уникальных композитных материалов и имеет специальную архитектуру.

«На протяжении нескольких десятилетий компании искали способы сократить время задержки при обращении процессора к данным, чтобы повысить скорость анализа информации, – отмечает Роб Крук (Rob Crooke), старший вице-президент и генеральный директор Non-Volatile Memory Solutions Group корпорации Intel. – Новый класс энергонезависимой памяти 3D XPoint позволяет решить эту проблему и повысить скорость работы систем хранения данных».

«Одной из наиболее важных проблем в мире современных вычислительных технологий является длительное время, которое требуется процессору для доступа к данным в системе хранения, – говорит Марк Адамс (Mark Adams), президент компании Micron. – Новый класс энергонезависимой памяти представляет собой революционную технологию, которая обеспечивает быстрый доступ к большим объемам данных и позволяет создать принципиально новые области применения».

Цифровой мир быстро развивается, с 4,4 зеттабайт цифровых данных, созданных в 2013 г., до предполагаемых 44 зеттабайт к концу 2020. Технология 3D XPoint позволяет превратить этот огромный объем данных в полезную практическую информацию за наносекунды. Так, например, компании розничной торговли могут использовать новую разработку для того, чтобы оперативно определять признаки мошенничества в финансовых операциях; исследователи в области медицины смогут в режиме реального времени обрабатывать и анализировать более крупные массивы данных, ускоряя выполнение сложных научных задач, включая анализ генома человека и мониторинг течения заболевания.

Преимущества высокой скорости 3D XPoint смогут повысить комфорт пользователей при работе с ПК. Энергонезависимость новой технологии также позволяет использовать ее для различных приложений для хранения данных с низкой задержкой: данные не стираются после выключения устройства.

Основанная на 10 лет исследований и разработок, технология 3D XPoint была создана с нуля для того, чтобы удовлетворить спрос в энергонезависимых, высокоскоростных, долговечных и высокоемких решениях для хранения данных по доступной цене. В технологии используется новый класс энергонезависимой памяти, которая значительно уменьшает задержки, позволяя хранить больший объем данных ближе к процессору.

Инновационная перекрестная архитектура создает трехмерную «шахматную доску», на которой ячейки памяти размещаются на пересечении числовых линий и разрядных линий, что позволяет в независимом порядке выполнять адресацию. В результате, данные могут записываться и считываться небольшими размерами, что приводит к более быстрому и эффективному процессу чтения/записи.

ТехнологиЯ 3D XPoint имеет крестообразную структуру – перпендикулярные проводники объединяют 128 млрд ячеек памяти. Каждая ячейка памяти хранит 1 бит данных. Это позволяет добиться высокой скорости работы и высокой плотности.

Помимо расположения в крестообразной структуре, ячейки памяти размещаются в несколько слоев. Изначальная технология позволяет хранить 128 ГБайт на один кристалл для двух слоев памяти. Будущие поколения технологии позволят увеличить количество слоев для масштабирования емкости.

Доступ и чтение или запись в ячейках памяти осуществляются путем изменения значения напряжения, направляемого на каждый селектор. Это позволяет отказаться от необходимости использования транзисторов, что увеличивает емкость и снижает стоимость.

Благодаря небольшому размеру ячеек, быстродействующим селекторам, низкой задержке и быстрой записи, ячейки могут переключать состояния быстрее, чем любая технология энергонезависимой памяти.

Основанный на технологии 3D XPoint твердотельный накопитель массовой категории может записывать 40 ГБайт в день. Это 8,6 копий Британской экциклопедии или 10 тыс. файлов MP3 каждый день на протяжении 5 лет. В то же время накопитель с увеличенной в 1 тыс. раз продолжительностью работы мог бы записывать всю печатную коллекцию Библиотеки Конгресса США (20 ТБайт) 2 раза каждый день. После 5 лет объем соответствовал бы 1,46 млрд стандартных архивных шкафов, в которых бы хранились текстовые документы!

Пробные поставки продукции на базе технологии 3D XPoint для отдельных заказчиков начнутся в этом году. Кроме того, Intel и Micron разрабатывают собственную продукцию на базе этой технологии.