| Память компьютера и типы хранилищ данных |
|---|
| Общий |
|
| Летучий |
| ОЗУ |
|
| Исторический |
|
| Энергонезависимая |
| ПЗУ |
|
| NVRAM |
|
| Ранняя стадия NVRAM |
|
| Аналоговая запись |
|
| Оптический |
|
| В развитии |
|
| Исторический |
|
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 селекторной, так и для запоминающей части 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 встраиваемых 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 форуме Intel Developer Forum 2016 компания Intel продемонстрировала платы разработки PCI Express (PCIe) 140 ГБ, показав 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 ]
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», в которое нужно поверить, и которое вдвое увеличило 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 отметил, 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 твердотельных накопителей Optane. [25]
Продажа Lehi Fab [ править ]
16 марта 2021 года Micron объявила о прекращении разработки 3D XPoint, чтобы разрабатывать продукты 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 ]
- ^ Intel и Numonyx представили наращиваемые чипы PCM 64 Гб в 2009 году. [8]
Ссылки [ править ]
- ^ «Технология 3D XPoint революционизирует память» , YouTube (рекламное видео), Intel
- ^ «Intel запускает твердотельные накопители с кэш-памятью Optane M.2 для потребительского рынка» . AnandTech . 27 марта 2017 . Проверено 13 ноября 2017 года .
- ^ 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.
- ^ a b Меррик, Рик, «Кржанич из Intel: вопросы и ответы генерального директора IDF» , EE Times , стр. 2
- ^ 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».
- ^ a b «Тестирование производительности Intel Optane SSD 900P 256GB» . Оборудование Тома . 4 декабря 2017 . Проверено 15 апреля 2019 .
- ^ a b c Кларк, Питер (28 июля 2015 г.), «Intel, Micron Launch», массовое переключение «ReRAM» , EE Times
- ↑ McGrath, Dylan (28 октября 2009 г.), «Intel, Numonyx заявляют о важном значении памяти с фазовым переходом» , EE Times
- ^ Кларк, Питер (31 июля 2015 г.), «Патентный поиск поддерживает просмотр 3D XPoint на основе изменения фазы» , EE Times
- ^ «Партнерство помещает ReRAM в твердотельные накопители» . EE Times . 2017-09-27.
- ^ Хруска, Joel (29 июля 2015). «Intel и Micron представляют Xpoint, новую архитектуру памяти, которая может превзойти DDR4 и NAND» . ExtremeTech .
- ^ 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 /
- ↑ 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.
- ^ Malventano, Allyn (2 июня 2017). «Как работает память с изменением фазы 3D XPoint» . Перспектива ПК . Проверено 8 июня +2017 .
- ^ Расширение памяти нового поколения
- ^ Смит, Райан (18 августа 2015 г.), «Intel объявляет о бренде Optane Storage для продуктов 3D XPoint» , AnandTech
- ^ 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 .
- ^ 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.
- ^ a b Меррик, Рик (14 января 2016 г.), «3D XPoint Steps Into the Light» , EE Times
- ^ Cutress, Ян (26 августа 2016). «Твердотельный накопитель Intel Optane 3D Xpoint PCIe объемом 140 ГБ замечен на IDF» . Anandtech . Проверено 26 августа +2016 .
- ↑ 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 .
- ^ Figas, Джон (19 марта 2017). «Первый сверхбыстрый 3D-привод Intel предназначен для серверов» . En Gadget . Проверено 31 марта 2017 года .
- ^ "Обзор Intel Optane SSD DC P4800X" . Обзор хранилища . 31 июля 2018 . Проверено 15 апреля 2019 .
- Рианна Робинсон, Клифф (24 апреля 2017 г.). «Intel Optane: практические тесты и результаты тестов в реальных условиях» . Служите дому . Проверено 15 апреля 2019 .
- ^ Таллис, Билли. «Предварительный просмотр памяти Intel Optane (SSD): 32 ГБ кэширования Kaby Lake» . Anandtech . Проверено 15 апреля 2019 .
- ^ Micron прекращает использование 3D XPoint
- ^ Micron отказывается от технологии 3D XPoint
- ^ Micron продает фабрику памяти 3D XPoint и прекратит дальнейшую разработку (обновлено)
- ^ «Память Intel Optane: основные требования перед покупкой» . Intel . Проверено 15 апреля 2019 .
- ^ «Системные требования для накопителя Intel Optane SSD серии 900P» . Intel . Проверено 15 апреля 2019 .
- ^ «Представлен твердотельный накопитель Micron X100 NVMe (3D XPoint) | StorageReview.com - Обзоры систем хранения» . www.storagereview.com . 2019-10-24 . Проверено 18 декабря 2019 .
- ^ "X100" . www.micron.com . Проверено 18 декабря 2019 .
Внешние ссылки [ править ]
- "Intel Micron Webcast" , YouTube, 44 мин.
