Представлена новая технология 3D XPoint от Intel и Micron

Корпорация Intel и Micron Technology, Inc. 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 данных. Память 3D XPoint позволяет создать новую категорию устройств хранения данных впервые со времен выхода на рынок флеш-памяти NAND в 1989 году.

Технология 3D XPoint объединяет в себе преимущества технологий производства памяти, доступных на рынке. Она отличается высокой производительностью и плотностью размещения компонентов, а также низким энергопотреблением. По словам производителей — данная технология до 1000 раз быстрее и имеет до 1000 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. «На протяжении нескольких десятилетий компании искали способы сократить время задержки при обращении процессора к данным, чтобы повысить скорость анализа информации. Новый класс энергонезависимой памяти 3D XPoint позволяет решить эту проблему и повысить скорость работы систем хранения данных», – прокомментировал Роб Крук, старший вице-президент и генеральный директор Non-Volatile Memory Solutions Group корпорации Intel. Технология 3D XPoint предлагает множество преимуществ для определенных областей применения, связанных с высокой производительностью. Примеры, представленные ниже, помогают наглядно представить себе эти преимущества.

Скорость работы технологии 3D XPoint

Технология памяти 3D XPoint до 1 тыс. раз быстрее по сравнению с памятью NAND.

• Среднее время поездки на работу жителей США сократилось бы с 25 мин до 1,5 с.
• Авиаперелет из Сан-Франциско в Пекин занял бы порядка 43 с вместо 12 ч.
• Великая китайская стена могла бы быть построена за 73 дня вместо 200 лет.

Значение задержки жестких дисков и памяти NAND измеряется в микросекундах, а памяти 3D XPoint — в наносекундах (одна миллиардная доля секунды). За время, которое потребуется жесткому диску для преодоления баскетбольной площадки, память NAND преодолеет марафонную дистанцию, а 3D XPoint может обогнуть земной шар.

Если сравнивать хранение данных на компьютере с путешествиями, то:

• Жесткие диски могли бы перевезти вас из Нью-Йорка в Лос-Анджелес за 4 дня (4000 км).
• За это время твердотельные накопители могли бы доставить вас на Луну (386 000 км).
• За это время память 3D XPoint могла бы доставить вас до Марса и вернуть обратно (порядка 450 млн километров).

Надежность работы технологии 3D XPoint

3D XPoint обеспечивает до 1 тыс. раз большую долговечность по сравнению с NAND.

• Если бы 3D XPoint была машинным маслом вашего автомобиля, то вы меняли бы масло 1 раз в 4,8 млн км (120 кругосветных путешествий или с 1 поездкой вокруг Солнца).

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

Цифровой мир быстро развивается, с 4,4 зеттабайт цифровых данных, созданных в 2013 году, до предполагаемых 44 зеттабайт к концу 2020. Технология 3D XPoint позволит 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.

Характеристики технологии 3D XPoint:

• Крестообразная структура – Перпендикулярные проводники объединяют 128 млрд ячеек памяти. Каждая ячейка памяти хранит 1 бит данных. Это позволяет добиться высокой скорости работы и высокой плотности.
• Многослойность – 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.
• Использование селектора – 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.
• Быстродействующие ячейки – Благодаря небольшому размеру ячеек, быстродействующим селекторам, низкой задержке и быстрой записи, ячейки могут переключать состояния быстрее, чем любая технология энергонезависимой памяти.

Пробные поставки продукции на базе технологии 3D XPoint для отдельных заказчиков начнутся уже в 2015 году. Кроме того, Intel и Micron разрабатывают собственную продукцию на базе этой технологии.