3D XPoint (pronunciado tres puntos cruzados de dee [1] ) es una tecnología de memoria no volátil (NVM) desarrollada conjuntamente por Intel y Micron Technology . Se anunció en julio de 2015 y está disponible en el mercado abierto con el nombre de marca Optane (Intel) desde abril de 2017. [2] El almacenamiento de bits se basa en un cambio de resistencia masiva , junto con una matriz de acceso a datos de cuadrícula cruzada apilable . [3] [4] Los precios iniciales son inferiores a los de la memoria dinámica de acceso aleatorio (DRAM) pero superiores a los de la memoria flash . [5]
Como memoria no volátil, 3D XPoint tiene una serie de características que la distinguen de otras RAM y NVRAM disponibles actualmente . Aunque las primeras generaciones de 3D XPoint no fueron especialmente grandes o rápidas, a partir de 2019 3D XPoint se utiliza para crear algunos de los SSD más rápidos disponibles, con una latencia de escritura pequeña (el tipo de tarea más difícil para la mayoría de los SSD, a veces descrito como "peor case "o" asesinamente "difícil [6] ) siendo un orden de magnitud más rápido que cualquier SSD empresarial anterior. Como la memoria es intrínsecamente rápida y direccionable por bytes, las técnicas como lectura-modificación-escritura y almacenamiento en caché utilizadas para mejorar las SSD tradicionales no son necesarias para obtener un alto rendimiento. Además, los conjuntos de chips como Cascade Lake están diseñados con soporte incorporado para 3D XPoint, lo que permite su uso como un disco de aceleración o almacenamiento en caché, y también es lo suficientemente rápido como para usarse como RAM no volátil (NVRAM) en un DIMM. paquete.
Historia
Desarrollo
El desarrollo de 3D XPoint comenzó alrededor de 2012. [7] Intel y Micron habían desarrollado anteriormente otras tecnologías de memoria de cambio de fase no volátil (PCM); [nota 1] Mark Durcan de Micron dijo que la arquitectura 3D XPoint difiere de las ofertas anteriores de PCM y utiliza materiales de calcogenuro para las partes de selección y almacenamiento de la celda de memoria que son más rápidas y estables que los materiales PCM tradicionales como GST . [9] Pero hoy en día, se considera un subconjunto de ReRAM . [10]
Se ha establecido que 3D XPoint utiliza resistencia eléctrica y es direccionable por bits. [11] Se han observado similitudes con la memoria resistiva de acceso aleatorio que está desarrollando Crossbar Inc. , pero 3D XPoint utiliza una física de almacenamiento diferente. [7] Específicamente, los transistores son reemplazados por interruptores de umbral como selectores en las celdas de memoria. [12] Los desarrolladores de 3D XPoint indican que se basa en cambios en la resistencia del material a granel. [3] El director ejecutivo de Intel, Brian Krzanich, respondió a las preguntas en curso sobre el material de XPoint que el cambio se basaba en "propiedades del material a granel". [4] Intel ha declarado que 3D XPoint no utiliza una tecnología de cambio de fase o memristor , [13] aunque esto es cuestionado por revisores independientes. [14]
3D XPoint ha sido la memoria independiente más producida basada en otro tipo de almacenamiento de carga, mientras que otras memorias alternativas, como ReRAM o MRAM, hasta ahora solo se han desarrollado ampliamente en plataformas integradas. [15]
Producción inicial
A mediados de 2015, Intel anunció la marca Optane para productos de almacenamiento basados en la tecnología 3D XPoint. [16] Micron (usando la marca QuantX ) estimó que la memoria se vendía por aproximadamente la mitad del precio de la memoria dinámica de acceso aleatorio (DRAM), pero de cuatro a cinco veces el precio de la memoria flash . [17] Inicialmente, una instalación de fabricación de obleas en Lehi, Utah , operada por IM Flash Technologies LLC (una empresa conjunta Intel-Micron) fabricó pequeñas cantidades de chips de 128 Gbit en 2015. Apilan dos aviones de 64 Gbit. [7] [18] A principios de 2016, se esperaba la producción en masa de chips en 12 a 18 meses. [19]
A principios de 2016, IM Flash anunció que la primera generación de unidades de estado sólido alcanzaría un rendimiento de 95000 IOPS con una latencia de 9 microsegundos. [19] Esta baja latencia aumenta significativamente las IOPS a bajas profundidades de cola para operaciones aleatorias. En el Intel Developer Forum 2016, Intel hizo una demostración de las placas de desarrollo PCI Express (PCIe) de 140 GB que muestran una mejora de 2,4 a 3 veces en los puntos de referencia en comparación con las unidades de estado sólido (SSD) flash PCIe NAND . [20] El 19 de marzo de 2017, Intel anunció su primer producto: una tarjeta PCIe disponible en la segunda mitad de 2017. [21] [22]
Recepción
A pesar de la tibia recepción inicial cuando se lanzó por primera vez, 3D XPoint, particularmente en la forma de la gama Optane de Intel, ha sido muy aclamado y ampliamente recomendado para tareas en las que sus características específicas son valiosas, y revisores como Storage Review concluyeron en agosto de 2018 que para cargas de trabajo de baja latencia, 3D XPoint producía 500.000 IOPS 4K sostenidas tanto para lecturas como para escrituras, con latencias de 3 a 15 microsegundos , y que en la actualidad "no hay nada [más] que se le acerque", [23] mientras que Tom's Hardware describió Optane 900p en diciembre de 2017 como una "criatura mítica" que hay que ver para creer y que duplicó la velocidad de los mejores dispositivos de consumo anteriores. [6] ServeTheHome concluyó en 2017 que en lectura, escritura y pruebas mixtas, los SSD Optane eran consistentemente alrededor de 2,5 veces más rápidos que los mejores SSD de centros de datos de Intel que los habían precedido, el P3700 NVMe. [24] AnandTech señaló que los SSD de consumo basados en Optane eran similares en rendimiento a los mejores SSD que no eran 3D-XPoint para transferencias grandes, y ambos estaban "impresionados" por el gran rendimiento de transferencia de los SSD de Optane empresariales. [25]
Venta de Lehi Fab
El 16 de marzo de 2021, Micron anunció que dejaría de desarrollar 3D XPoint para desarrollar productos basados en Compute Express Link (CXL). [26] . La fábrica de Lehi se pondrá a la venta. [27] Intel respondió que su capacidad para suministrar productos Intel Optane no se vería afectada. [28]
Compatibilidad
Intel
Intel distingue entre "Intel Optane Memory" y "Intel Optane SSD". Como componente de memoria, Optane requiere soporte de CPU y chipset específicos. [29] Como SSD ordinario, Optane es ampliamente compatible con una amplia gama de sistemas, y sus requisitos principales son muy parecidos a los de cualquier otro SSD: capacidad para conectarse al hardware, sistema operativo, BIOS / UEFI y compatibilidad con controladores para NVMe. y enfriamiento adecuado. [30]
- Como SSD NVMe-PCIe basado en estándares : los dispositivos Optane se pueden usar como el elemento de almacenamiento de una unidad de estado sólido (SSD) ordinaria , generalmente en formato de tarjeta M.2 , formato NVMe PCI Express o formato independiente U.2 . Cuando Optane se utiliza como un SSD normal (en cualquiera de estos formatos), sus requisitos de compatibilidad son los mismos que para cualquier SSD tradicional. Por lo tanto, la compatibilidad depende solo de si el hardware , el sistema operativo y los controladores pueden admitir NVMe y SSD similares. Por lo tanto, los SSD de Optane son compatibles con una amplia gama de conjuntos de chips y CPU más antiguos y más nuevos (incluidos conjuntos de chips y CPU que no son de Intel).
- Como memoria o dispositivo de aceleración integrado: los dispositivos Optane también se pueden usar como NVDIMM (memoria principal no volátil) o para ciertos tipos de funciones de almacenamiento en caché o aceleración, pero a diferencia de las funciones generales de SSD, esto requiere hardware más nuevo, ya que el chipset y la placa base debe estar diseñado para trabajar específicamente con Optane en esos roles.
Micrón
Micron ofrece unidades SSD NVMe AIC (QuantX X100 [31] ) que mantienen la compatibilidad con sistemas compatibles con NVMe. No se admite el soporte nativo como dispositivo de aceleración (aunque se puede usar almacenamiento por niveles). [32]
Ver también
- Memoria Intel Turbo
- Memoria flash NAND
- NOR memoria flash
Notas
- ^ Intel y Numonyx presentaron chips PCM apilables de 64 Gb en 2009. [8]
Referencias
- ^ "La tecnología 3D XPoint revoluciona la memoria de almacenamiento" , YouTube (video infomercial), Intel
- ^ "Intel lanza Optane Memory M.2 Cache SSD para el mercado de consumo" . AnandTech . 27 de marzo de 2017 . Consultado el 13 de noviembre de 2017 .
- ^ a b Clarke, Peter (28 de julio de 2015), "Intel, Micron Launch" Bulk-Switching "ReRAM" , EE Times ,
"El mecanismo de conmutación es a través de cambios en la resistencia del material a granel", fue todo lo que Intel agregaría en respuesta a las preguntas enviadas. vía correo electrónico.
- ^ a b Merrick, Rick, "Intel's Krzanich: CEO Q&A en IDF" , EE Times , p. 2
- ^ Evangelho, Jason (28 de julio de 2015). "Intel y Micron presentan conjuntamente una memoria 3D XPoint revolucionaria y revolucionaria, 1000 veces más rápida que NAND" . Hardware caliente . Archivado desde el original el 15 de agosto de 2016 . Consultado el 21 de enero de 2016 .
Rob Crooke, de Intel, explicó: "Podría poner el costo en algún lugar entre NAND y DRAM".
- ^ a b "Prueba de rendimiento Intel Optane SSD 900P 256GB" . Hardware de Tom . 4 de diciembre de 2017 . Consultado el 15 de abril de 2019 .
- ^ a b c Clarke, Peter (28 de julio de 2015), "Intel, Micron Launch" Bulk-Switching "ReRAM" , EE Times
- ^ McGrath, Dylan (28 de octubre de 2009), "Intel, Numonyx reclama un hito de memoria de cambio de fase" , EE Times
- ^ Clarke, Peter (31 de julio de 2015), "La búsqueda de patentes admite View 3D XPoint basado en el cambio de fase" , EE Times
- ^ "Asociación pone ReRAM en SSD" . EE Times . 2017-09-27.
- ^ Hruska, Joel (29 de julio de 2015). "Intel, Micron revelan Xpoint, una nueva arquitectura de memoria que podría superar a DDR4 y NAND" . ExtremeTech .
- ^ https://www.linkedin.com/pulse/can-threshold-switches-replace-transistors-memory-cell-frederick-chen también en https://semiwiki.com/semiconductor-manufacturers/286317-can-threshold- interruptores-reemplazan-transistores-en-la-celda-de-memoria /
- ^ Mellor, Chris (28 de julio de 2015). "¡Mil veces MEJOR que FLASH! Intel, la asombrosa afirmación de Micron" . El registro .
Un portavoz de Intel negó categóricamente que fuera un proceso de memoria de cambio de fase o una tecnología de memristor. El par de transferencia de giro también se descartó
- ^ Malventano, Allyn (2 de junio de 2017). "Cómo funciona la memoria de cambio de fase 3D XPoint" . Perspectiva de PC . Consultado el 8 de junio de 2017 .
- ^ Aumento de la memoria de próxima generación
- ^ Smith, Ryan (18 de agosto de 2015), "Intel anuncia la marca de almacenamiento Optane para productos 3D XPoint" , AnandTech
- ^ Mearian, Lucas (9 de agosto de 2016). "Micron revela detalles de marketing sobre la memoria 3D XPoint QuantX: Intel, Micron puede haber cometido un error al anunciar 3D XPoint hace un año" . Computer World . Consultado el 31 de marzo de 2017 .
- ^ Smith, Ryan (18 de agosto de 2015), "Intel anuncia la marca de almacenamiento Optane para productos 3D XPoint" , Anandtech , los
productos estarán disponibles en 2016, en ambos factores de forma SSD (PCIe) estándar para todo, desde Ultrabooks hasta servidores, y en un DIMM. factor de forma para sistemas Xeon para un ancho de banda aún mayor y menores latencias. Como se esperaba, Intel proporcionará controladores de almacenamiento optimizados para la memoria 3D XPoint.
- ^ a b Merrick, Rick (14 de enero de 2016), "3D XPoint avanza hacia la luz" , EE Times
- ^ Cutress, Ian (26 de agosto de 2016). "SSD PCIe Optane 3D Xpoint de 140 GB de Intel detectado en el IDF" . Anandtech . Consultado el 26 de agosto de 2016 .
- ^ Bright, Peter (19 de marzo de 2017). "El primer Optane SSD de Intel: 375 GB que también puedes usar como RAM" . Ars Technica . Consultado el 31 de marzo de 2017 .
- ^ Figas, Jon (19 de marzo de 2017). "La primera unidad 3D hiperrápida de Intel está destinada a servidores" . En Gadget . Consultado el 31 de marzo de 2017 .
- ^ "Revisión de Intel Optane SSD DC P4800X" . Revisión de almacenamiento . 31 de julio de 2018 . Consultado el 15 de abril de 2019 .
- ^ Robinson, Cliff (24 de abril de 2017). "Intel Optane: resultados prácticos de pruebas y pruebas comparativas del mundo real" . Sirve a la casa . Consultado el 15 de abril de 2019 .
- ^ Tallis, Billy. "Vista previa de la memoria Intel Optane (SSD): 32 GB de almacenamiento en caché de Kaby Lake" . Anandtech . Consultado el 15 de abril de 2019 .
- ^ Micron cesa 3D XPoint
- ^ Micron abandona la tecnología 3D XPoint
- ^ Micron venderá la fábrica de memoria 3D XPoint y dejará de desarrollar más (actualizado)
- ^ "Memoria Intel Optane: antes de comprar, requisitos clave" . Intel . Consultado el 15 de abril de 2019 .
- ^ "Requisitos del sistema para una unidad Intel Optane SSD 900P Series" . Intel . Consultado el 15 de abril de 2019 .
- ^ "Micron X100 NVMe SSD (3D XPoint) presentado | StorageReview.com - Reseñas de almacenamiento" . www.storagereview.com . 2019-10-24 . Consultado el 18 de diciembre de 2019 .
- ^ "X100" . www.micron.com . Consultado el 18 de diciembre de 2019 .
enlaces externos
- "Webcast de Intel Micron" , YouTube, 44 minutos