Русская Википедия:3D XPoint
3D XPoint (читается «Шаблон:Lang-en2» — «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 (Шаблон:Iw, 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 Шаблон:Iw, 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» (Шаблон:Lang-en)[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].
Шаблон:Iw 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 Шаблон:Iw — 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 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 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].
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].
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].
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
Ссылки
- Шаблон:Citation, 44 minsШаблон:Ref-en
- Third party criticism of Intel failing to meet initial specs, Semiaccurate, 2016-09-12Шаблон:Ref-en
- Сергей Плотников, Объясняем. Что революционного в памяти 3D XPoint и накопителях Intel Optane — ferra.ru, 20.04.2016
- ↑ Шаблон:Citation Шаблон:Cite web
- ↑ 2,0 2,1 2,2 Ошибка цитирования Неверный тег
<ref>; для сносокee1не указан текст - ↑ Intel и Numonyx представили 64 Гбит стекируемые чипы PCM в 2009: Шаблон:Citation Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Ошибка цитирования Неверный тег
<ref>; для сносокee4не указан текст - ↑ Шаблон:Citation Шаблон:Cite web
- ↑ Ошибка цитирования Неверный тег
<ref>; для сносокextremetechне указан текст - ↑ Ошибка цитирования Неверный тег
<ref>; для сносокee2не указан текст - ↑ Ошибка цитирования Неверный тег
<ref>; для сносокee3не указан текст - ↑ Ошибка цитирования Неверный тег
<ref>; для сносокreg1не указан текст - ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ By Chris Mellor, The Register. «Goodbye: XPoint is Intel’s best exit from NAND production hell Шаблон:Wayback.» / April 21, 2016. April 22, 2016.
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ http://techinsights.com/about-techinsights/overview/blog/memory-selector-elements-for-intel-optane-xpoint-memory/ Шаблон:Wayback Intel XPoint memory has adopted chalcogenide-based phase change materials. A GST (Ge-Sb-Te) alloy layer is used for the memory element, which we call a Phase Change Memory (PCM) … Intel XPoint memory uses another chalcogenide-based alloy with arsenic (As) doped which is different from the memory element material used. This means the selector Intel used on XPoint memory is an ovonic threshold switch (OTS) material.
- ↑ Ошибка цитирования Неверный тег
<ref>; для сносокana1не указан текст - ↑ 16,0 16,1 Шаблон:Citation Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Citation Шаблон:Cite web
- ↑ Intel Optane SSD DC P4800X 750GB Шаблон:Wayback // Hands-On Review
- ↑ Шаблон:Cite news
- ↑ 20,0 20,1 Итоги 2021 года: SSD-накопители — А что там с 3D XPoint Шаблон:Wayback // 3DNews, 14 января 2022
- ↑ Шаблон:Cite news
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Dead linkhttps://hubb.blob.core.windows.net/5a741d00-0c8a-45e4-9112-cfe073fe4ed1-published/3fde87a3-3307-485e-8528-2c1f6436d737/MASTC01%20-%20MASTC01_-_SF16_MASTC01_102?sv=2014-02-14&sr=c&sig=QY6WHaQ267MeMFMaYT%2BfUJuBzMTkEwjrsv7%2BCzSr6pY%3D&se=2016-10-09T17%3A50%3A09Z&sp=rШаблон:Недоступная ссылка
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Ошибка цитирования Неверный тег
<ref>; для сносокhh1не указан текст - ↑ Шаблон:Cite web
