Объясняем. Что революционного в памяти 3D XPoint и накопителях Intel Optane

Летом 2015 года компании Intel и Micron создали совместное предприятие совместное предприятие IMFT (Intel Micron Flash Technologies) и заявили, что готовят революцию на рынке накопителей. В основу своих заявлений они поставили разработку энергонезависимой памяти 3D XPoint, которая в разы повышает скорость обмена данными и долговечность накопителей.

Энергонезависимая память 3D XPoint — конкурент памяти NAND, которая используется с 1989 года для производства флэшпамяти — и является основой новых твердотельных накопителях (SSD) Intel Optane. При этом, компания Intel делает акцент лишь на Intel Optane, как комплексе технологий, включая и 3D XPoint.

• В широком смысле, Intel Optane — это осовремененное, брендированное, маркетинговое название технологии 3D XPoint.
• В узком понимании, Intel Optane — это серия накопителей, в которых используется память 3D XPoint.
• По мнению компании Intel, технология Intel Optane меняет представление о вычислительных возможностях благодаря беспрецедентному сочетанию скорости, долговечности и плотности. Эта новая энергонезависимая память премиум-класса обеспечивает пользователям быстрый доступ к огромным массивам данных, предоставляя новые впечатляющие возможности для тех, кому необходима высокая производительность и высокая емкость памяти

Характеристики Intel Optane

Изначально было заявлено, что 3DXPoint (Intel Optane) позволит в 1000 раз увеличить скорость обмена данными и срок службы накопителей.

Память 3D XPoint базируется на эффекте обратимого изменения фазового состояния вещества. Это память типа PRAM (Phase-change Random Access Memory).

Надежность Intel Optane

Можно ожидать, что в плане надёжности накопители Intel Optane будут соперничать с SSD Samsung на памяти 3D V-NAND. И даже больше

Ячейки 3D XPoint будут перезаписываться несколько миллионов раз. Допустим, у Optane имеет 3 000 000 циклов. В этом случае накопитель объемом 256 Гбайт получит жизненный ресурс в размере 768 Пбайт. Это запись данных объемом 420 Тбайт ежесуточно или 4,9 Гбайт в секунду!

Скорость работы Intel Optane

Новые SSD Intel Optane на памяти 3D XPoint должны стать в 7 раз быстрее в терминах IOPS по сравнению с SSD на памяти NAND MLC при условии использования шины PCI Express. Что не менее важно, задержки при обращении в режиме чтения также существенно снижены — до восьми раз.

Пока тестовые образцы памяти 3D XPoint не достигают скорости, ранее заявленной Intel. В прошлом году глава Intel Брайан Кржанич продемонстрировал рабочий прототип Optane с шиной PCI Express, который оказался в семь раз быстрее серверного SSD Intel DC P3700 (по количеству операций в секунду).

Позднее Intel снова показала на что способен накопитель Optane. В публичном тесте накопитель на базе 3D XPoint скопировал файл размером 25 ГБ за 15 сек., при этом скорость равнялась 1,95 Гбайт/с.

Накопитель на основе памяти NAND с интерфейсом SATA 3.0 с выполнил это же задание за 100 сек., что в 7 раз медленнее.

Виды Intel Optane

Напопители Intel Optane с памятью 3DXPoint появятся в нескольких вариантах:

• стандартные SSD напопители 2,5 дюйма с интерфейсом U.2
• платы M.2
• платы PCI Express x4 3.0

Конкуренты Intel в виде SanDisk, Samsung уже обещают представить устройства со сравнимыми функциями. Так, что война на рынке будет не шуточной, а радость потребителей от падения цен безмерной.

Новости Intel Obtane

3D XPoint — Википедия

Эскизная схема двухслойной памяти 3D Xpoint. На пересечении линий (серый) показаны запоминающие ячейки (зелёный) и селектор (желтый).

3D XPoint (читается «3D crosspoint» — «трёхмерное пересечение»[1]) — технология энергонезависимой памяти, анонсированная корпорациями Intel и Micron в июле 2015 года. Устройства компании Intel, использующие данную технологию, выходят под торговой маркой Optane, а устройства Micron предполагалось выпускать под маркой QuantX, впоследствии Micron отказалась от участия в развитии технологии.

Подробная информация об использованных материалах и физических принципах по состоянию на конец 2016 года не разглашалась. Для записи информации в ячейках памяти используется изменение сопротивления материала.

Ячейки, предположительно вместе с неким селектором, расположены на пересечении перпендикулярных линий адресации слов и битов. Технология допускает реализацию с несколькими слоями ячеек.

Устройства на основе памяти 3D XPoint выпускаются для установки в разъёмы для оперативной памяти DDR4 (NVDIMM[en], non-volatile DIMM) и PCI Express (NVM Express).

Технология

Разработка технологии началась примерно в 2012 году[2].

Ранее Intel и Micron уже занимались совместной разработкой других типов энергонезависимой памяти на фазовых переходах (PCM, PRAM)[3][4]; по сообщениям сотрудника компании Micron, архитектура 3D XPoint отличается от предыдущих вариантов реализации PCM-памяти и использует халькогенидные материалы как для селектора, так и для хранения данных в ячейках памяти. Такие материалы быстрее и более стабильны, чем традиционные для PCM материалы, например, как GeSbTe (GST)[5].

В 2015 году отмечалось, что технология «не основана на электронах»[6], а также что используется изменение электрического сопротивления материалов и возможна побитовая адресация[7].

Отмечалось также некоторое сходство с резистивной памятью произвольного доступа (RRAM), разрабатываемой компанией Crossbar[en], но использование при этом других физических принципов для хранения информации[2][8].

Генеральный директор Intel Брайан Кржанич, отвечая на вопросы о материалах XPoint, уточнил, что переключение основано на «объёмных свойствах материала» (англ. bulk material properties)[9]. Также заявлялось, что 3D Xpoint не использует изменение фазового состояния материала или технологии «мемристоров»[10].

• Отдельные ячейки памяти в XPoint адресуются при помощи селектора, и для доступа к ним не требуется транзистор (как в технологиях NAND и DRAM), что позволяет уменьшить площадь ячейки и увеличить плотность их размещения на кристалле[11].
• По данным СМИ, другие компании не представили рабочих вариантов резистивной памяти или памяти на изменении фазовых состояний, которые бы достигли такого же уровня производительности и надёжности, как XPoint[12].
• TechInsights[en] сообщает об использовании PCM-памяти на базе GST и селектора на базе As+GST (ovonic threshold switch, OTS)[13][14]

Производство

В 2015 году фабрика IM Flash[en] — совместное предприятие Intel и Micron в Лихае (штат Юта) — изготовила с применением технологии небольшое количество чипов объёмом 128 Гбит, они использовали два слоя ячеек по 64 Гбит каждый[2][15]. В начале 2016 года генеральный директор IM Flash Ги Блалок озвучил оценку, что массовое производство чипов начнётся не ранее чем через 12—18 месяцев[16].

В середине 2015 года Intel объявила об использовании бренда «Optane» для продуктов хранения данных на базе технологии 3D XPoint[17], а в марте 2017 года выпущен первый NVMe-накопитель с памятью 3D XPoint — Optane P4800X[18].

27 октября 2017 года Intel представила накопители серии Optane SSD 900P объёмом 280 и 480 ГБ, предназначенные для настольных компьютеров. Заявленная скорость последовательного чтения информации достигает 2500 Мбайт/с, скорость последовательной записи — 2000 Мбайт/с[19].

Поскольку себестоимость 3D XPoint превышает себестоимость привычной TLC 3D NAND примерно на порядок и, по имеющимся оценкам, производство 1 ГБ подобной памяти обходится как минимум в $0,5, что не позволяет Intel выйти с накопителями на такой памяти на массовый рынок (однако, компания нашла выход, выпуская в гибридный потребительский продукт, который построен как совокупность микросхем 3D XPoint и QLC 3D NAND, используя преимущества и тех и других)[20].

Весной 2021 года компания Micron продала лихайское предприятие по производству 3D XPoint корпорации Texas Instruments, которая намерена полностью переоборудовать его под производство другой продукции[20].

Оценки производительности

В начале 2016 года IM Flash заявила, что первое поколение твердотельных накопителей достигнет 95 тысяч операций ввода-вывода в секунду и с задержками порядка 9 микросекунд[16].

На форуме Intel для разработчиков 2016 года были продемонстрированы PCIe-накопители объёмом 140 ГБ, показавшие двух-трёхкратное улучшение показателей по сравнению с твердотельными накопителями NVMe на NAND[21].

1. В середине 2016 года Intel заявляла, что по сравнению с флэш-памятью NAND новая технология имеет в 10 раз меньшие задержки операций, в 3 раза более высокий ресурс по перезаписи, в 4 раза большее количество операций записи в секунду, в 3 раза большее количество операций чтения в секунду, используя при этом около 30 % от энергопотребления флэш-памяти[22][23].
2. В октябре 2016 года вице-президент подразделения решений для хранения данных Micron заявил, что «3D Xpoint будет примерно в два раза дешевле DRAM, и четыре-пять раз дороже, чем флэш-память NAND» (при равном объёме)[24][25], но ниже, чем у DRAM[26].
3. Независимые тесты первых вышедших NVMe-устройств на 3D XPoint (Intel Optane Memory) на применимость их как блочных устройств на характерных для индивидуальных пользователей нагрузках не продемонстрировали какого-либо заметного преимущества в сравнении с NVMe-накопителями на базе NAND, а с учётом их высокой цены — и конкурентоспособности, с этим же связывают фокус Intel и Micron на продвижение этого типа памяти на корпоративный, а не потребительский рынок[27].

Примечания

1. ↑ 3D XPoint™ Technology Revolutionizes Storage Memory, Intel,   Архивная копия от 8 ноября 2020 на Wayback Machine
2. ↑ 1 2 3 Clarke, Peter (28 July 2015), Intel, Micron Launch «Bulk-Switching» ReRAM,   Архивная копия от 3 июля 2017 на Wayback Machine
3. ↑ Intel и Numonyx представили 64 Гбит стекируемые чипы PCM в 2009: McGrath, Dylan (28 Oct 2009), Intel, Numonyx claim phase-change memory milestone,   Архивная копия от 4 декабря 2019 на Wayback Machine
4. ↑ Архивированная копия (неопр.). Дата обращения: 26 ноября 2017. Архивировано 24 марта 2017 года.

Память 3D Xpoint

25.12.2018 Брайен Поуси

Потребители, которым приходится запускать высокопроизводительные базы данных или другие требовательные к ресурсам управляемые данными приложения, давно уже вынуждены выбирать одну из двух возможностей. Первый выдержавший испытание временем вариант — запуск базы данных с жесткого диска.

Более современный способ состоит в том, чтобы запускать базу данных в оперативной памяти. По быстродействию память намного превосходит даже самые быстрые хранилища данных на HDD или SSD, но это далеко не идеальное решение.

В конце концов, цена хранения одного гигабайта данных в памяти несопоставимо выше, чем у решений на базе жестких дисков. Но даже если бы этот критерий можно было не принимать во внимание, объем памяти, который мы можем разместить на системной плате, имеет свои пределы.

Впрочем, по-видимому, еще важнее то обстоятельство, что высокое быстродействие памяти объясняется, по крайней мере частично, ее энергозависимостью. При выключении или перезагрузке компьютера все содержащиеся в его памяти данные теряются.

Однако, хотя оперативная память и жесткий диск в течение длительного времени оставались единственными реальными хранилищами данных, на сегодня существует еще одно средство — память 3D Xpoint. Возможно, вы слышали о появлении данного типа памяти несколько лет назад, когда о нем было объявлено. Но по факту память 3D Xpoint появилась на рынке совсем недавно.

Для тех, кто, возможно, незнаком с этой технологией, поясню, что память 3D Xpoint была задумана как некое промежуточное решение. Ее можно рассматривать как гибрид оперативной памяти и дискового хранилища.

Недавно выпущенная на рынок память 3D Xpoint, получившая в компании Intel имя Optane DC Persistent Memory, представляет собой энергонезависимый модуль хранения данных, который устанавливается в разъемы DDR4 DIMM системной платы. Разумеется, в отличие от обычных модулей оперативной памяти, Optane DC Persistent Memory сохраняет данные даже после отключения электропитания системы.

По сравнению с ранее существовавшими хранилищами данных выпущенный корпорацией Intel модуль Optane DC Persistent Memory имеет два преимущества. Первое из них — быстродействие.

Изготовитель не представил данных контрольных тестов производительности, но известно, что модуль Optane DC Persistent Memory вставляется в разъем DDR4.

И хотя память 2D Xpoint, по всей видимости, обладает чуть более низким быстродействием, нежели обычная оперативная память, мы можем воспользоваться характеристиками последней, чтобы получить представление о потенциальной производительности нового продукта.

Память DDR4 работает на тактовой частоте до 3200 МГц, при этом скорость передачи данных теоретически может достигать 25600 Мбит/с. Это намного выше показателей дисков SSD.

Для сравнения возьмем хранилище 960 Pro компании Samsung с формфактором M.2 — твердотельный 48-слойный накопитель емкостью до 2 Тбайт.

Samsung сообщает, что скорость последовательного чтения этого накопителя составляет 3500 Мбайт/с, а скорость последовательной записи — 2100 Мбайт/с.

Казалось бы, такое сопоставление свидетельствует о том, что производительность оперативной памяти DDR4 в несколько раз выше, чем у накопителей SSD. По сути, так оно и есть, но здесь надо учитывать два дополнительных фактора. Во-первых, это задержки. У накопителей они измеряются в миллисекундах, тогда как задержки памяти — в наносекундах.

Во-вторых, надо принимать в расчет то обстоятельство, что оценки для Samsung 960 Pro основываются на последовательных операциях. При выполнении операций в произвольной последовательности быстродействие обычно несколько ниже, чем при выполнении последовательных операций.

Корпорация Intel пока не предоставила сведений о производительности модуля Optane DC Persistent Memory. Вероятнее всего, этот показатель будет выше, чем у твердотельных накопителей, но ниже, чем у традиционных модулей оперативной памяти. Однако, как бы то ни было, быстродействие — не единственное преимущество модуля Optane DC Persistent Memory.

Intel позиционирует новый тип памяти как безопасный и обеспечивающий шифрование на аппаратном уровне.

Однако, что, возможно, еще более важно, производитель указывает на экономическую эффективность нового изделия и его весьма высокую емкость.

Представители Intel заявили, что память будет выпускаться в модулях емкостью 128, 256 и 512 Гбайт и что объем данных, обрабатываемых каждым процессором системы, может составить более 3 Тбайт.

Время покажет, насколько эффективным решением в конечном итоге станет продукт Optane DC Persistent Memory и по какой цене он будет продаваться.

Пока Intel предлагает новую энергонезависимую память только узкому кругу привилегированных клиентов; как ожидается, в широкую продажу она поступит в 2019 году.

Но уже сейчас можно предположить, что эта новая платформа памяти станет предпочтительным вариантом для компаний, работающих с базами данных, которые размещаются в оперативной памяти.

По данным DeviceLock, производителя системы борьбы с утечками данных DeviceLock DLP, в течение последних трех месяцев количество утечек данных из российских МФО увеличилось. Доля МФО выросла с 3 до 5% в общем числе инцидентов, связанных с утечками данных. Это касается не только персональных данных клиентов, но и сканов документов, удостоверяющих личность, в том числе паспортов.

По словам основателя и технического директора DeviceLock Ашота Оганесяна, рост количества утечек в МФО связан с тем, что безопасности данных в этих организациях не уделяется должного внимания на фоне, например, банков, для которых регулятор установил достаточно жесткие требования. «Линейный персонал в МФО часто меняется, а его деятельность контролируется слабо. Кроме того, сегодня часть МФО из-за ужесточения регулирования уходит с рынка, а клиентские базы распродаются на черном рынке»,?— подчеркнул он.

В компании отмечают, что утечки копий документов особенно опасны, так как открывают широкие возможности для мошеннических действий, включая получение займов на имя обладателя документов, а также замену SIM-карты и получение доступа к его банковским счетам. При этом клиенты МФО зачастую не знают основ финансовой грамотности настолько, чтобы контролировать перечень выданных на их имя займов через кредитные бюро.

По статистике Devicelock, более 50% утечек данных сегодня происходит по вине инсайдеров, а не хакеров, и доля таких утечек растет.

Чаще всего похищаются персональные данные клиентов, которые затем используются конкурентами или попадают на рынки спам-рассылок, а также используются для мошеннических действий.

На втором месте объекты авторских прав (тексты, программный код, изображения и видео), на третьем — финансовые документы компаний.

Память Intel Optane с обзором 3D XPoint: простое и надежное ускорение работы ПК

Intel Optane Memory предназначена для ускорения подсистемы хранения на совместимых машинах, для повышения скорости передачи данных и уменьшения задержек.

Это один из первых продуктов, использующих технологию памяти 3D XPoint, которая была совместно разработана Intel и Micron.

3D XPoint предлагает многие из тех же свойств, что и флэш-память NAND, но обладает гораздо более высокой выносливостью и некоторыми характеристиками производительности, аналогичными DRAM.

Мы раскрыли много деталей, касающихся памяти Intel Optane, пару недель назад.

Чтобы быстро повторить, продукты Intel Optane Memory и связанное с ними программное обеспечение предназначены для кэширования наиболее часто используемых битов данных в совместимой системе, что может значительно повысить производительность и улучшить быстродействие, если указанная система оснащена более медленными носителями данных.

Реализация аналогична оригинальной технологии Intel Smart Response, которая дебютировала еще с момента выпуска твердотельных накопителей серии SATA 311 на основе SATA. Однако Intel Optane Memory лучше подходит для этой задачи благодаря более высокой производительности и согласованности дисков на меньших глубинах очереди.

Технология Intel Smart Response — это механизм кэширования, в котором используется твердотельный накопитель, например Intel Optane Memory, для повышения общей производительности системы и упрощения конфигурации накопителя, представляемой конечному пользователю. SSD может быть связан с загрузочным диском в системе, независимо от емкости или типа диска, хотя Optane Memory чаще всего будет связана с более медленными жесткими дисками.

С SRT Optane Memory используется в качестве высокоскоростного хранилища для наиболее часто используемых блоков данных (необязательно полных файлов).

Отслеживаются схемы использования на жестком диске, и наиболее часто используемые биты данных копируются с загрузочного диска на Optane SSD. Поскольку SSD используется в качестве кэша, он не представляется конечному пользователю в качестве отдельного тома.

Он работает прозрачно в фоновом режиме, что может помочь менее опытным пользователям, не привыкшим управлять несколькими дисками.

Если вы хотите более подробно ознакомиться с этой технологией, мы настоятельно рекомендуем проверить наше первоначальное покрытие. У нас есть основные характеристики и характеристики твердотельного накопителя Intel Optane Memory, описанные ниже. Посмотрите, а затем мы объясним, как настроена память Intel Optane, и продемонстрируем, насколько она может повысить производительность системы …

Intel Optane Memory

Технические характеристики и особенности

Наименование модели	Intel Optane Memory Series Memory
Емкость (ГБ)	16 ГБ, 32 ГБ
Компоненты	Модуль памяти Intel Optane с носителем памяти 3D XPoint Контроллер и прошивка Intel Технология Intel Rapid Storage 15.5 или более поздняя
Интерфейс	PCIe 3.0×2 с интерфейсом NVMe
Фактор формы	М.2 2280-S3-B-M
Задержка (средняя последовательность)	Читайте: 6 мкс (TYP) Запись: 16 мкс (TYP)
Высота вес	До 1,5 мм / до 40 г
надежность	1.2 миллиона часов среднего времени наработки на отказ (MTBF) 1 сектор на 1017 бит считывания Некорректируемая частота ошибок по битам (UBER)
температура	Операционная: от 0 до 70с Не работает: от -40 до 85с
Производительность @Queue Depth 4	Последовательный R / W: до 1200/280 МБ / с Случайный R / W 4 КБ: до 300 К / 70 К IOPS
Мощность	3.3V питающая шина Активный: 3,5 Вт Холостой ход: от 900 мВт до 1,2 Вт
Рейтинг выносливости	100 ГБ пишет в день
Поддержка операционной системы	Windows 10 64-битная
Поддерживаемые платформы	Платформы Intel Core 7-го поколения или более новые
податливость	NVM Express 1.1 Базовая спецификация PCI Express, версия 3.0 Спецификации оборудования PCI M.2 Экологический: Европейский Союз (ED) Директивы соответствия RoHS
Программные инструменты	Программное обеспечение Intel Optane Memory Программное обеспечение Intel Rapid Storage Technology Intel SSD & Memory Toolbox
Ценообразование (MSRP)	44 доллара (16 ГБ), 77 долларов (32 ГБ)

Первыми продуктами в линейке Intel Optane Memory будут твердотельные накопители NVMe типа M.2 с емкостью 16 и 32 ГБ.

Сами палочки выглядят довольно просто: всего одна (16 ГБ) или две (32 ГБ) 3D-карты памяти 3D Xpoint заполняют одну сторону устройства вместе с контроллером Intel и несколькими другими компонентами для поверхностного монтажа. За исключением наклейки и некоторых прокладок, тыльная сторона печатных плат чистая.

Intel Optane Memory 32 ГБ M.2 «Gumstick» твердотельный накопитель

В отношении совместимости памяти Intel Optane Memory следует отметить несколько моментов. Intel Optane Memory будет работать только в 64-разрядных системах Windows 10 с процессорами Intel 7-го поколения Kaby Lake и чипсетами серии 200 или более новой.

Они не будут работать на системах предыдущего поколения, основанных на Skylake, или на чем-то более старом, даже если у него есть слот M.2. В частности, Intel Optane Memory будет работать на системах 7-го поколения Core i5 / i7 с чипсетами Z270, Q270, H270, Q250 и B250. Те же наборы микросхем поддерживаются и с процессорами Core i3, в дополнение к C236.

BIOS материнской платы также должен иметь необходимые встроенные хуки для правильной работы памяти Intel Optane.

При условии установки в совместимую систему, настройка Optane Memory очень проста. Физическая настройка, для которой не требуется ничего, кроме вставки карты памяти Intel Optane M.

2 в совместимый слот материнской платы, может быть выполнена до или после установки ОС на загрузочный диск. Затем, после завершения установки ОС, все, что вам нужно сделать, это установить драйверы Optane Memory.

Пакет драйверов Optane Memory также включает в себя приложение Intel Optane Memory, в котором технология может быть включена (или отключена) …

Приложение Intel Optane Memory

Приложение Intel Optane Memory доступно через меню «Пуск» или через ярлык на панели задач, который устанавливается вместе с драйверами.

Внутри интерфейса приложения слева находятся три пункта меню — «Настройка», «Статистика» и «Справка». Разделы «Статистика» и «Справка» строго представляют данные; нет ничего, чтобы изменить или изменить в этих разделах.

А на вкладке «Настройка» есть только одна кнопка для включения или отключения ускорения Optane Memory.

Когда технология включена (или отключена), приложение запускает несколько подпрограмм для подготовки диска, а затем предлагает конечному пользователю перезагрузить систему. И это действительно так. После включения Optane Memory полностью прозрачна для конечного пользователя и «просто работает».

3D XPoint

  (Перенаправлено с Intel Optane ) Перейти к навигации
Перейти к поиску
Схема слоев 3D Cross Point 2

3D XPoint (произносится как « три точки пересечения» [1] ) — это технология энергонезависимой памяти (NVM), разработанная совместно Intel и Micron Technology . Он был анонсирован в июле 2015 года и доступен на открытом рынке под торговой маркой Optane (Intel) с апреля 2017 года. [2] Битовое хранилище основано на изменении объемного сопротивления в сочетании со стекируемым массивом доступа к данным с кросс-сеткой . [3] [4] Начальная цена ниже, чем у динамической памяти с произвольным доступом (DRAM), но больше, чем у флэш-памяти . [5]

Как энергонезависимая память 3D XPoint имеет ряд функций, которые отличают ее от других доступных в настоящее время ОЗУ и NVRAM .

Хотя первые поколения 3D XPoint не были особенно большими или быстрыми, по состоянию на 2019 год 3D XPoint используется для создания одних из самых быстрых доступных SSD с небольшой задержкой записи (самый сложный тип задачи для большинства SSD, иногда описываемый как «худший»).

case »или« убийственно жестко » [6] ), будучи на порядок быстрее, чем любой предыдущий корпоративный SSD.

Поскольку память по своей сути является быстрой и с байтовой адресацией, такие методы, как чтение-изменение-запись и кэшированиеиспользуемые для улучшения традиционных твердотельных накопителей, не требуются для получения высокой производительности. Кроме того, чипсеты, такие как Cascade Lake , разработаны со встроенной поддержкой 3D XPoint, что позволяет использовать его в качестве кэширующего или ускоряющего диска, а также достаточно быстр для использования в качестве энергонезависимой оперативной памяти (NVRAM) в DIMM. упаковка.

История [ править ]

Развитие [ править ]

Разработка 3D XPoint началась примерно в 2012 году.

[7] Intel и Micron ранее разрабатывали другие технологии энергонезависимой памяти с фазовым переходом (PCM); [примечание 1] Марк Дуркан из Micron сказал, что архитектура 3D XPoint отличается от предыдущих предложений PCM и использует халькогенидные материалы как для селектора, так и для запоминающих частей ячейки памяти, которые быстрее и стабильнее, чем традиционные материалы PCM, такие как GST . [9] Но сегодня это считается подмножеством ReRAM . [10]

Было заявлено, что 3D XPoint использует электрическое сопротивление и имеет битовую адресацию. [11] Было отмечено сходство с резистивной памятью с произвольным доступом, разрабатываемой Crossbar Inc. , но 3D XPoint использует другую физику памяти. [7] В частности, транзисторы заменены пороговыми переключателями в качестве селекторов в ячейках памяти.

[12] Разработчики 3D XPoint указывают, что это основано на изменении сопротивления сыпучего материала. [3] Генеральный директор Intel Брайан Кржанич ответил на текущие вопросы о материале XPoint, что переключение было основано на «свойствах сыпучего материала».

[4]Intel заявила , что 3D XPOINT не использует фазопеременную или мемристорные технологии, [13] , хотя это оспаривается независимыми экспертами. [14]

3D XPoint была наиболее широко производимой автономной памятью, основанной не только на хранении заряда, тогда как другие альтернативные памяти, такие как ReRAM или MRAM, до сих пор широко разрабатывались только на встроенных платформах. [15]

Начальное производство [ править ]

В середине 2015 года Intel анонсировала бренд Optane для продуктов хранения на основе технологии 3D XPoint. [16] Micron (использующий торговую марку QuantX ) оценил объем памяти, который будет продаваться, примерно за половину цены динамической памяти с произвольным доступом (DRAM), но в четыре-пять раз дороже флэш-памяти .

[17] Изначально предприятие по производству полупроводниковых пластин в Лехи, штат Юта , управляемое IM Flash Technologies LLC (совместное предприятие Intel и Micron), в 2015 году производило небольшие партии чипов 128 Гбит / с. Они устанавливают в стек два самолета по 64 Гбит / с.

[7] [18] В начале 2016 года ожидалось, что массовое производство чипов займет от 12 до 18 месяцев. [19]

В начале 2016 года IM Flash объявила, что первое поколение твердотельных накопителей обеспечит пропускную способность 95000 операций ввода-вывода в секунду с задержкой в ​​9 микросекунд. [19] Такая низкая задержка значительно увеличивает количество операций ввода-вывода в секунду при низкой глубине очереди для случайных операций.

На Intel Developer Forum 2016 компания Intel продемонстрировала платы разработки PCI Express (PCIe) 140 ГБ, продемонстрировав улучшение в 2,4–3 раза по сравнению с твердотельными накопителями (SSD) флэш-памяти PCIe NAND . [20] 19 марта 2017 года Intel анонсировала свой первый продукт: карту PCIe, доступную во второй половине 2017 года.

[21] [22]

Прием [ править ]

Производительность последовательного смешанного чтения-записи Optane 900p по сравнению с широким спектром хорошо известных потребительских твердотельных накопителей. На графике показано, как производительность традиционных твердотельных накопителей резко падает примерно до 500–700 МБ / с для всех задач, кроме почти чистых, чтения и записи, в то время как устройство 3D XPoint не подвержено влиянию и стабильно обеспечивает пропускную способность около 2200–2400 МБ / с в том же тесте. . Предоставлено: Tom's Hardware .

Несмотря на первоначальный теплый прием при первом выпуске, 3D XPoint — особенно в виде линейки Intel Optane — был высоко оценен и широко рекомендован для задач, где его конкретные функции представляют ценность, при этом такие обозреватели, как Storage Review, в августе 2018 пришли к выводу, что для Для рабочих нагрузок с малой задержкой 3D XPoint производил 500 000 устойчивых операций ввода-вывода в секунду по 4 КБ для операций чтения и записи с задержкой 3–15 микросекунд , и что в настоящее время «в настоящее время нет ничего [еще], что могло бы приблизиться» [23], а Tom's Hardware описал Optane 900p в декабре 2017 года как «мифическое существо», которое нужно увидеть, чтобы в это поверить, и которое удвоило скорость по сравнению с лучшими предыдущими потребительскими устройствами.[6] В 2017 году ServeTheHome пришел к выводу, что в тестах чтения, записи и смешанного тестирования твердотельные накопители Optane были примерно в 2,5 раза быстрее, чем лучшие твердотельные накопители Intel для центров обработки данных, которые им предшествовали, P3700 NVMe. [24] AnandTech отметила, что потребительские твердотельные накопители на базе Optane были схожи по производительности с лучшими твердотельными накопителями, отличными от 3D-XPoint, для передачи больших объемов данных, причем оба они были «поражены» высокой производительностью корпоративных SSD-накопителей Optane. [25]

Продажа Lehi Fab [ править ]

16 марта 2021 года Micron объявила о прекращении разработки 3D XPoint для разработки продуктов на основе Compute Express Link (CXL). [26] . Фабрика Lehi выставляется на продажу. [27] Intel ответила, что это не повлияет на ее способность поставлять продукцию Intel Optane. [28]

Совместимость [ править ]

Intel [ править ]

Intel различает «память Intel Optane» и «твердотельные накопители Intel Optane». В качестве компонента памяти Optane требует наличия специального набора микросхем и поддержки ЦП.

[29] Как обычный твердотельный накопитель, Optane широко совместим с очень широким спектром систем, и его основные требования во многом аналогичны любым другим твердотельным накопителям — возможность подключения к оборудованию, операционной системе, BIOS / UEFI и поддержке драйверов для NVMe. , и адекватное охлаждение. [30]

• В качестве стандартного твердотельного накопителя NVMe-PCIe : устройства Optane могут использоваться в качестве элемента хранения обычного твердотельного накопителя (SSD), обычно в формате карты M.2, формате NVMe PCI Express или автономном формате U.2 . Когда Optane используется как обычный SSD (в любом из этих форматов), его требования к совместимости такие же, как и для любого традиционного SSD. Поэтому совместимость зависит только от того, могут ли оборудование , операционная система и драйверы поддерживать NVMe и аналогичные твердотельные накопители. Таким образом, твердотельные накопители Optane совместимы с широким спектром старых и новых чипсетов и процессоров. (включая наборы микросхем и процессоры сторонних производителей).
• В качестве памяти или встроенного устройства ускорения : устройства Optane также могут использоваться как NVDIMM (энергонезависимая основная память) или для определенных видов кэширования или ускорения ролей, но, в отличие от обычных ролей SSD, для этого требуется более новое оборудование, поскольку набор микросхем и материнская плата должны быть разработаны для работы именно с Optane в этих ролях.

Микрон [ править ]

Micron предлагает твердотельные накопители NVMe AIC (QuantX X100 [31] ), которые поддерживают совместимость с системами с поддержкой NVMe. Встроенная поддержка в качестве устройства ускорения не поддерживается (хотя можно использовать многоуровневое хранилище). [32]

См. Также [ править ]

• Память Intel Turbo
• Флэш-память NAND
• NOR флэш-память

Заметки [ править ]

1. ^ Intel и Numonyx представили наращиваемые чипы PCM 64 Гб в 2009 году. [8]

Ссылки [ править ]

1. ^ «Технология 3D XPoint революционизирует память» , YouTube (рекламное видео), Intel
2. ^ «Intel запускает твердотельные накопители с кэш-памятью Optane M.2 для потребительского рынка» . AnandTech . 27 марта 2017 . Проверено 13 ноября 2017 года .
3. ^ a b Кларк, Питер (28 июля 2015 г.

   ), «Intel, Micron Launch», «Bulk-Switching« ReRAM » , EE Times , « Механизм переключения осуществляется через изменение сопротивления материала », — все, что Intel добавила в ответ на вопросы, отправленные по электронной почте.

4. ^ a b Меррик, Рик, «Кржанич из Intel: вопросы и ответы генерального директора IDF» , EE Times , стр.

   2

5. ^ Evangelho, Джейсон (28 июля 2015). «Intel и Micron совместно представляют революционную память 3D XPoint, которая в 1000 раз быстрее, чем NAND» . Горячее оборудование . Архивировано из оригинального 15 августа 2016 года . Проверено 21 января 2016 года . Роб Крук из Intel объяснил: «Вы можете поставить цену где-то между NAND и DRAM».

6. ^ a b «Тестирование производительности Intel Optane SSD 900P 256GB» . Оборудование Тома . 4 декабря 2017 . Проверено 15 апреля 2019 .
7. ^ a b c Кларк, Питер (28 июля 2015 г.

   ), «Intel, Micron Launch», массовое переключение «ReRAM» , EE Times

8. ↑ McGrath, Dylan (28 октября 2009 г.), «Intel, Numonyx заявляют о важном значении памяти с фазовым переходом» , EE Times
9. ^ Кларк, Питер (31 июля 2015 г.

   ), «Патентный поиск поддерживает просмотр 3D XPoint на основе изменения фазы» , EE Times

10. ^ «Партнерство помещает ReRAM в твердотельные накопители» . EE Times . 2017-09-27.
11. ^ Хруска, Joel (29 июля 2015). «Intel и Micron представляют Xpoint, новую архитектуру памяти, которая может превзойти DDR4 и NAND» . ExtremeTech .

12. ^ https://www.linkedin.com/pulse/can-threshold-switches-replace-transistors-memory-cell-frederick-chen также на https://semiwiki.com/semiconductor-manufacturers/286317-can-threshold- переключатели-заменить-транзисторы-в-ячейке-памяти /
13. ↑ Меллор, Крис (28 июля 2015 г.). «Всего в ОДНУ ТЫСЯЧУ ЛУЧШЕ, чем FLASH! Intel, потрясающее заявление Micron» . Реестр . Представитель Intel категорически отрицал, что это был процесс памяти с фазовым переходом или мемристорная технология. Крутящий момент передачи спина также был отклонен
14. ^ Malventano, Allyn (2 июня 2017). «Как работает память с изменением фазы 3D XPoint» . Перспектива ПК . Проверено 8 июня +2017 .
15. ^ Расширение памяти нового поколения
16. ^ Смит, Райан (18 августа 2015 г.), «Intel объявляет о бренде Optane Storage для продуктов 3D XPoint» , AnandTech
17. ^ Mearian, Лукас (9 августа 2016). «Micron раскрывает маркетинговые подробности о памяти 3D XPoint. QuantX: Intel, Micron, возможно, ошиблись, анонсируя 3D XPoint год назад» . Компьютерный мир . Проверено 31 марта 2017 года .
18. ^ Смит, Райан (18 августа 2015 г.), «Intel объявляет о бренде Optane Storage для продуктов 3D XPoint» , Anandtech , продукты будут доступны в 2016 г. в обоих стандартных форм-факторах SSD (PCIe) для всего, от ультрабуков до серверов, и в Форм-фактор DIMM для систем Xeon для еще большей пропускной способности и меньших задержек. Как ожидается, Intel предоставит контроллеры хранения, оптимизированные для памяти 3D XPoint.
19. ^ a b Меррик, Рик (14 января 2016 г.), «3D XPoint Steps Into the Light» , EE Times
20. ^ Cutress, Ян (26 августа 2016). «Твердотельный накопитель Intel Optane 3D Xpoint PCIe объемом 140 ГБ замечен на IDF» . Anandtech . Проверено 26 августа +2016 .
21. ↑ Брайт, Питер (19 марта 2017 г.). «Первый твердотельный накопитель Intel Optane: 375 ГБ, который также можно использовать в качестве ОЗУ» . Ars Technica . Проверено 31 марта 2017 года .
22. ^ Figas, Джон (19 марта 2017). «Первый сверхбыстрый 3D-привод Intel предназначен для серверов» . En Gadget . Проверено 31 марта 2017 года .
23. ^ «Обзор Intel Optane SSD DC P4800X» . Обзор хранилища . 31 июля 2018 . Проверено 15 апреля 2019 .
24. Рианна Робинсон, Клифф (24 апреля 2017 г.). «Intel Optane: практические тесты и результаты тестов в реальных условиях» . Служите дому . Проверено 15 апреля 2019 .
25. ^ Таллис, Билли. «Предварительный просмотр памяти Intel Optane (SSD): 32 ГБ кэширования Kaby Lake» . Anandtech . Проверено 15 апреля 2019 .
26. ^ Micron прекращает использование 3D XPoint
27. ^ Micron отказывается от технологии 3D XPoint
28. ^ Micron продает фабрику памяти 3D XPoint и прекратит дальнейшую разработку (обновлено)
29. ^ «Память Intel Optane: основные требования перед покупкой» . Intel . Проверено 15 апреля 2019 .
30. ^ «Системные требования для накопителя Intel Optane SSD серии 900P» . Intel . Проверено 15 апреля 2019 .
31. ^ «Представлен твердотельный накопитель Micron X100 NVMe (3D XPoint) | StorageReview.com — Обзоры систем хранения» . www.storagereview.com . 2019-10-24 . Проверено 18 декабря 2019 .
32. ^ «X100» . www.micron.com . Проверено 18 декабря 2019 .

Внешние ссылки [ править ]

• «Intel Micron Webcast» , YouTube, 44 мин.