Intel, совместно с Micron Technology, уже в этом году, совершат революционный прорыв в энергонезависимой памяти

    image

    Intel и Micron Technology официально представили новую технологию энергонезависимой памяти 3D XPoint, которая совершит переворот на рынке вычислительных устройств. 3D XPoint способна увеличить (до 1300 раз) скорость работы устройств различного типа, приложений и сервисов, которым необходим быстрый доступ к большим объемам данным. Впервые за 26 лет память 3D XPoint позволяет создать принципиально новую категорию устройств для хранения данных, сменив технологию NAND.


    Эта технология до 1.000 раз быстрее и имеет до 1.000 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 DRAM памятью.

    image

    Особенности 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 16 ГБ на один кристалл для двух слоев памяти. Будущие поколения технологии позволят увеличить количество слоев для масштабирования емкости.
    Использование селектора:
    DRAM память использует тразистор в каждой ячейке памяти, что делает ее большой и дорогой. Доступ и чтение или запись в ячейках памяти 3D XPoint 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 другая технология энергонезависимой памяти.

    Преимущества 3D XPoint
    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.

    Значение задержки жестких дисков и памяти NAND измеряется в микросекундах, а памяти 3D XPoint — в наносекундах (одна миллиардная доля секунды).

    Преимущества высокой скорости 3D XPoint смогут повысить комфорт и обычных пользователей при работе с ПК.
    Те, кто знает, какого это, ждать 15 часов, пока Autodesk Maya кэширует файл размер в 400 Гб, оценят новый вид энергонезависимой памяти 3D XPoint, способной работать в 1000 раз быстрее обычных SSD с NAND памятью.

    Также, в Intel полагают, что новый вид памяти, сделает прорыв в области распознавания паттернов различных нейро сетей, в области хранения и обработки огромного количества данных, в области геномики, и других областях

    image

    «Одной из наиболее важных проблем в мире современных вычислительных технологий является длительное время, которое требуется процессору для доступа к данным в системе хранения, — сказал Марк Адамс, 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»

    Архитектура


    Инновационная безтранзисторная архитектура создает трехмерную перекрестную структуру, 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.



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

    Презентация технологии памяти 3D XPoint

    Ads
    AdBlock has stolen the banner, but banners are not teeth — they will be back

    More

    Comments 56

      +12
      Те, кто знает, какого это, ждать 15 часов, пока Autodesk Maya кэширует файл размер в 400 Гб, оценят новый вид энергонезависимой памяти 3D XPoint, способной работать в 1000 раз быстрее обычных SSD с NAND памятью.

      Вообще с этой памятью потребность в «оперативке» отпадает. Зачем кэшировать, если можно читать прямо с диска (памяти 3D XPoint) с невероятной скоростью?
      Вообще это революция, которую все давно ждали.
        +1
        Да, я об этом и говорю, Maya на диск очень долго файл кэширует (дисковый кэш), а с этой памятью можно было бы работать напрямую с секундной задержкой.
        У Intel большие возможности, так, что даже не стоит сомневаться, что в следующем году они уже начнут ее применять в потребительском секторе, т.к уже в этом году, как написано в статье, первые образцы отправляются к заказчикам на тесты
        +1
        >потребность в «оперативке» отпадает.
        Латенси в 10 раз меньше ddr3. В этом случае какие-то вычисления над файлами станут тормозить. Но для частных случаев типа БД или кеш для GPU вполне стоящее решение.
        +32
        Пробные поставки продукции на базе технологии 3D XPoint для отдельных заказчиков начнутся уже в этом году.
        Ну хоть так. А то уже этих «революций» и «переворотов» по несколько штук в неделю, а в коммерческом использовании шиш. Хорошо хоть без графена.
        Эта технология до 1.000 раз быстрее и имеет до 1.000 раз более длительный срок службы
        Правильнее будет писать без разделителя, или с пробелом. Точка ассоциируется как десятичный разделитель.
          +1
          Что-то я не припомню прорывов от каких либо крупных и известных производителей, которые вот так массово анонсировали свои технологии и говорили о каких-то пробных производствах даже на протияжении 3-х лет.

          А всё остально, это звуки доносящиеся от исследовательских университетов, где в каких-то редких лабораторных условиях удалось зафиксировать статистически значимые результаты потенциально применимой на практике технологии, с одним НО — чёрт его знает как это делать массово и чтобы это было стабильно.
            +3
            Интересно одно: какой будет курс доллара, когда все это счастье доберется до прилавков родины…

            /граммар моде он/
            Четырехзначные числа — без пробела: 9600.
            Пяти- и более — с пробелом: 14 400, 115 200 итд
            /граммар моде офф/

            +5
            Поскорей бы революционные инновации пришли в аккумуляторы. Было бы здорово увидеть Тесла, проезжающий на одном заряде пару тысяч километров, или мощный смартфон, живущий пару недель (а то и вовсе бесконечно за счёт постоянной подзарядки in the air).
              +2
              Представляешь какая нужна плотность Э/М поля для постоянной подзарядки смартфона, и согласишься ли жить внутри микроволновки?
                +7
                Это вы говорите с точки зрения текущих технологий, а товарищ Juster пишет «революционные инновации». Вообразите, например, волшебные квантовые эффекты, связывающие розетку дома с телефоном в любой точке вселенной. Хотелось бы увидеть подобные технологии своими глазами.
                  –10
                  Кто даст гарантии что эти волшебные квантовые технологии вдруг не начнут работать внутри мозга?
                    0
                    Шапочка из фольги, конечно же, даст гарантию.
                      0
                      Чтобы шапочка сработала, шапочка должна быть замкнутым комбинезоном и к тому же заземлённым.
                      +1
                      Кто даст гарантии что эти волшебные квантовые технологии уже не работают внутри мозга?
                    0
                    Возможно, они будут подзаряжаться с помощью домашнего лазерного зарядного устройства, которое будет висеть на стенке.
                      0
                      Которое по совместительству будет исполнительным устройством домашней сигнализации.
                        0
                        Будет превращать злоумышленников в салат?
                          0
                          Чтобы в салат — это нужны генные и тканевые модификации прямо внутри существующего организма. Это в следующей версии, а пока — только хорошо прожаривать (в настройках можно задавать степень прожарки).
                            0
                            Можно и не прожаривать — зачем зря энергию расходовать. Для начала по болевым точка, обездвижить и на лбу что-нибудь написать.
                              –1
                              Чтобы хозяин квартиры, придя домой, мог откушать свежей человечины.
                                0
                                Зависит от предпочтений пользователя. В берлоге людоеда эта функция будет в самый раз, главное исключить ложное срабатывание.
                    0
                    Электромобиль Quant
                    +2
                    А мемристоры? Что с ними? Или суперпрорыв грядёт и все тихо его роют или всё сдулось…
                      0
                      Суперпрорыва не будет, прорыв — это когда внезапно. А тут уже внезапностью не пахнет, да и конкуренты на пятки наступают. В итоге готовый продукт будет всего лишь чуть лучше(в 2 раза например, а не в ожидаемые 100...1000) конкурентов…
                        0
                        Я так понял, что они чуть ли не отказались от идеи памяти на мемристорах, вместо этого сразу разрабатывают компьютер на мемристорах, на принципах нейронной сети. И как тогда это понять не как прорыв, если получится?
                        +1
                        Судя по тому, что мне удалось накопать, Optane — это и есть мемристор.
                          0
                          Это очень радует, значит это не ещё одна маркетинговая уловка. Глядишь, и доживём до нейрокомпьютеров и ИИ.
                        +7
                        Кроме чистого маркетинга ничего нет. Непонятно на каком принципе работают ячейки? Какой-то столбик с двумя контактами, и утверждается что это ячейка памяти… но как происходит считывание? как происходит запись в ячейку? каким образом осуществляется адресация нужных ячеек?

                        Показывают какой-то черный ящик и голословно утверждают что он быстрее в 1000 раз обычных технологий. Выглядит как фейк, не более.

                        С таким же успехом вместо столбиков можно нарисовать шарики между электродами. А и правда, вдруг шарики будут в 2000 раз быстрее?
                          0
                          Согласен, где принцип работы?
                            0
                            Принцип работы памяти они нарисовали, электроды… нечто между ними… в 1000 раз быстрее — это всё принцип работы модуля памяти, т.е. ничего нового. Вся суть инноваций заключается именно в этом «нечто» — вот принцип работы этого нечто они и не раскрывают. Поэтому очень сложно поверить в заявленные характеристики.
                              –1
                              «У мене внутре неонка»
                              0
                              Адресация по решётке это классика. Запись приложением нужного тока. Считывание измерением сопротивления. Это мои предположение, судя по материалам.
                                +3
                                Самое важное — как хранится информация. У флеш-памяти — либо электроны на дополнительном (плавающем) затворе FG, либо в диэлектрике (CTF, в частности SONOS, например в 3D V-NAND от Samsung).

                                По предположению Anandtech, в описываемой памяти используется изменение сопротивления — www.anandtech.com/show/9470/intel-and-micron-announce-3d-xpoint-nonvolatile-memory-technology-1000x-higher-performance-endurance-than-nand/2
                                3D XPoint is a resistance based technology that works by a bulk property change to alter the resistance level of a cell and thus differentiate between a 0 and 1.
                                … written (i.e. a bulk property change in the memory cell material) or read (allows the current through to check whether the memory cell is in high or low resistance state)
                                … the voltages are considerably lower than in NAND

                                (также традиционное для AnandTech гадание на размерах чипов по фотографии — «210-220mm^2 Array efficiency is about 90%… It seems like NAND is denser (about 20-25%)»)

                                Подобные технологии могут называть ReRAM (RRAM).

                                В статье www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1327289 Intel, Micron Launch «Bulk-Switching» ReRAM
                                сообщают о письме Intel "«The switching mechanism is via changes in resistance of the bulk material,» was all Intel would add in response to questions sent via email."
                                Одно из предположений — www.eetimes.com/document.asp?piddl_msgid=346374&doc_id=1327289&page_number=2 «This might suggest similarities to a non-filamentary, non-volatile memory technology based on the metal-insulator Mott transition in nickel oxide being researched by Carlos Paz de Araujo» (CeRAM)

                                У других опрошенных есть мнение, что это вариации на тему PCM www.eetimes.com/author.asp?section_id=36&doc_id=1327292
                                unwillingness of Intel and Micron to lift the hood on this new memory technology makes it ripe for speculation. Is it perhaps a resistive RAM (ReRAM) with an in-built select diode allowing for a dense device structure?… Perhaps a twist on phase change memory (PCM)… what memory technology 3D XPoint was closest to, he was told there was no technology as mature as this one… Handy said 3D Xpoint memory is worth noting, but not groundbreaking enough to wake people up in the middle of the night. Alternative memory technologies are generally seeking to replace DRAM or NAND flash
                              0
                              Интересно сколько циклов перезаписи выдерживает ячейка, и нет ли там других слабых мест. Ресурс накопителя тоже немаловажен.
                                +3
                                Так ведь обещают в 1000 раз больше циклов, т.е. привычный миллион.
                                  +4
                                  Если память в 1000 раз быстрее то и миллион циклов можно перезаписать в 1000 раз быстрее.
                                +5
                                10 раз более высокую плотность размещения компонентов по сравнению с DRAM памятью

                                Почему плотность компонентов сравнивают с DRAM, а не с NAND? Получается что по плотности оно ниже чем flash?
                                  0
                                  Проверим, пощупаем, посмотрим… Когда будет.
                                    +3
                                    В тысячу раз быстрее, в тысячу раз живучее, в десять раз объемнее. Я боюсь представлять, во сколько раз она будет дороже.
                                      –1
                                      Судя по видео, технология производства дешевле, чем NAND
                                        +2
                                        Вы забыли про маркетинг, либо недооцениваете его. Intel ничто не мешает выпустить сейчас штуку, которая всего в 2 раза лучше и объёмнее конкурентов при той же цене, а потом каждый квартал выпускать «совершенно новое и революционное, в 1.5 раза быстрее», состригая бабло по-новой с потребителей. И так на ближайшие 10-20 лет должно запаса хватить.
                                    • UFO just landed and posted this here
                                        0
                                        Ага, хорошо забытое старое.
                                          +1
                                          Cьело картинку.
                                          habrastorage.org/files/e1b/26a/39a/e1b26a39a56c469ca215b021ddbcf2e0.jpg
                                          0
                                          Селектор судя по всему переключает ячейку между режимами чтение/запись в зависимости от приложенного напряжения. Тут же нет отдельных портов/подключений для чтения и для записи, на каждую ячейку всего ровно 2 контакта.
                                          Судя по ролику в зависимости от приложенного напряжения происходит либо считывания записанного в ячейку бита либо изменение состояния на нужное. Причем процесс должен быть пороговым — при чтении, нужно чтобы состояние ячейки менялась как можно меньше (чтобы постепенно не затиралось/размывалось записанные данные при многократных чтениях — тут же нет «обновления» как в DRAM), а при записи нужно наоборот максимально сильное, быстрое и четкое изменения состояния.
                                            0
                                            Есть мнение, что этот «селектор» — диод:
                                            www.eetimes.com/author.asp?section_id=36&doc_id=1327292
                                            «Is it perhaps a resistive RAM (ReRAM) with an in-built select diode allowing for a dense device structure?»
                                            www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1327289
                                            «The prepared infographics suggest a resistive RAM with an in-built select diode allowing for a dense device structure.»
                                            www.theregister.co.uk/2015/07/29/having_a_looks_at_imtfs_crosspoint/?page=2 (через обзор computerworld)
                                            The selection device could use:
                                            — Homojunctions polySi p/n junctions
                                            — Heterojunctions – P-CuO/n-InZnO
                                            — Schottky diode – Ag/n-ZnO
                                            — Chalcogenide ovonic threshold switching (OTS) materials
                                            — Mixed ionic electronic conduction (MIEC) materials

                                            www.theregister.co.uk/2015/07/29/having_a_looks_at_imtfs_crosspoint/?page=3
                                            "… Micron's Brian Shirley, VP for memory technology and solutions, also presented at the conference and mentioned cross-point memory, with a slide showing a diode-based selector." regmedia.co.uk/2015/07/29/shirley_xpoint_diode_selector.jpg «Cross-point memory with diode selector»
                                            www.techeye.net/business/intel-micron-announce-3d-xpoint-scm-technology
                                            «Connecting the memory elements with their bit-lines remains unclear – whether it’s a diode switching element or an Ovonic Switch remains to be revealed.»

                                            PS: ReRAM, en.wikipedia.org/wiki/Resistive_random-access_memory#Operation_styles
                                            For random-access type memories, a 1T1R (one transistor, one resistor) architecture is preferred because the transistor isolates current to cells that are selected from cells that are not. On the other hand, a cross-point architecture is more compact and may enable vertically stacking memory layers, ideally suited for mass-storage devices. However, in the absence of any transistors, isolation must be provided by a "selector" device, such as a diode, in series with the memory element or by the memory element itself.
                                              0
                                              Ну собственно первая мысль тоже была о диоде. Только специализированный вариант диода, типа стабилитрона, который при напряжениях ниже заданного пропускает только очень малые токи (но достаточные для определения состояния ячейки), а при превышении заданного напряжения «отрывается» (его сопротивление лавинообразно падает) и пропускает большой ток для изменения состояния ячейки.
                                                0
                                                Обзор — www.cs.utah.edu/~rajeev/pubs/hpca15.pdf «Overcoming the Challenges of Crossbar Resistive Memory Architectures» / High Performance Computer Architecture (HPCA), 2015 IEEE 21st International Symposium on. IEEE, 2015.:
                                                Overview of ReRAM array structures:
                                                a) MOSFET accessed structure;
                                                b) access-device-free crossbar structure;
                                                c) diode-accessed crossbar structure
                                                In a crossbar design, it is possible to access a single cell in an array by applying the proper potential across the wordline and bitline to which the cell is connected… However, as selected cells are no longer isolated from unselected cells, activating a wordline and a bitline will result in current flow across all the cells in the selected row and column.
                                                Ideally, when we activate a wordline and bitline(s), we want the entire current to flow through the full-selected cell(s) that lies at their intersection(s). For example, in order to SET specific cell(s) in the crossbar array, the selected wordline and bitline(s) are set to V (or Vw ) and 0 respectively, as shown in Figure 3b. Therefore, the write voltage V is fully applied across the full-selected cell(s). However, other cells in the selected row and column(s) also see partial voltage across them. These half-selected cells in the selected row and column leak current through them due to the partial write voltage across them, which is commonly referred to as sneak current.
                                                … Thus, a critical parameter in a crossbar architecture is the ratio of the amount of current flowing through a fully-selected cell fully-selected cell (I f sel_RESET ) to a half-selected cell (I h sel), referred to as nonlinearity (κ). The higher the κ, the lower the sneak current, and the higher the feasibility of a large crossbar array…
                                                Many recent ReRAM prototypes employ a dedicated selector or bi-polar diode in each cell to improve κ, as shown in Figure 2c

                                                Диод помогает изолировать выбранные ячейки от невыбранных.
                                                  0
                                                  В то же время, thememoryguy.com/how-do-you-make-an-reram-work How Do You Make an ReRAM Work? — Published February 24, 2012 | By Jim Handy
                                                  ...very fundamental difficulty with resistive RAMs (ReRAMs): These devices require a forward current to be programmed to a “1” and a reverse current to be set to a zero. This goes against the ideal crosspoint memory design in which a bit would consist of nothing more than a diode in series with a memory element. By inserting a diode, the current can only run in one direction, so a bit can be programmed or it can be erased, but not both.…
                                                  Akifumi Kawahara of Panasonic explain how his company was able to manufacture a crosspoint matrix of ReRAM cells. His team put a very simple device which behaved like two back-to-back Zener diodes directly beneath each memory element. This device’s V/I curve is the graphic for this blog post.
                                                    0
                                                    Ну диод Зенера это собственно и есть стабилитрон в русской терминологии. Только тут двойной-встречно направленный, чтобы пропускал как прямой ток, так и обратный, т.к. для записи 0 и 1 меняется полярность.

                                                    Впрочем то что идет речь о ReRAM это все догадки/предположения. Если это просто более эффективный вариант ReRAM почему компании так прямо об этом и не написали. Разве что маркетолухи постарались — если признаться, что это дальнейшее развитие ReRAM, то сложнее будет красочно расписывать про «небывалый прорыв» и «принципиально новую технологию» :)
                                                    0
                                                    Не особо понял зачем их изолировать и почему там что-то утекает в «частично выбранных» ячейках, если адресуется только ровно одна ячейка на пересечении проводников. Да остальные в том же ряду тоже оказываются под напряжением, но только с одной стороны — току течь некуда, т.к. маршрута до 2го полюса нет.

                                                    Маршрут утечки я вижу только в варианте с многоуровневой реализацией, когда слои ячеек укладываются один на другой, когда проводники между слоями становятся общими для двух соседних слоев — тогда да, через не выбранные ячейки может протекать ток «обходным путем» — через цепочку из 3х не выбранных ячеек.
                                                    А в однойслоном варианте — разве что ток на заряд/разряд паразитной емкости у не подключенного проводника с другой (не выбранной) стороны.
                                          +2
                                          Интел в последнее время пилил в Линуксе поддержку какой-то энергонезависимой памяти (1), не знаю, связано ли это с этой новостью.
                                            +1
                                            Надеюсь Apple уже тестирует эту память. Если в iPhone 7 и в новых макбуках уже все это будет — я буду счастлив.
                                              0
                                              Ждал, что в презентации покажут сам пример на компьютере…
                                                +1
                                                www.anandtech.com/show/9539/intel-idf-2015-live-blog Intel Developer Forum 2015 Keynote Liveblog — Joshua Ho, Ryan Smith & Ian Cutress on August 18, 2015 11:48 AM EST, AnandTech
                                                01:26PM EDT — Excuse me, Intel Optane
                                                01:26PM EDT — 3D XPoint SSDs in 2016 released under the Optane brand. Datacenter to ultrabooks
                                                01:26PM EDT — 3D XPoint will also be available via DIMMs for Xeons
                                                01:26PM EDT — 3D XPoint live demo!
                                                01:27PM EDT — Demoing an Optane PCIe SSD
                                                01:27PM EDT — Optane vs. Intel P3700 SSD (Intel's current best SSD)
                                                01:27PM EDT — ~7x better IOps at low queue depths
                                                01:28PM EDT — 76K vs. 10K at QD1

                                                Only users with full accounts can post comments. Log in, please.