|
3D XPoint 3D XPoint (читається «3D crosspoint» — «тривимірний перетин»[1]) — технологія енергонезалежної пам'яті, анонсована корпораціями Intel і Micron у липні 2015 року; напрямок згорнуто на кінець 2022 року. Накопичувачі компанії Intel, що використовують цю технологію, виходили під торговою маркою Optane, а пристрої Micron передбачалося випускати під маркою QuantX, згодом Micron відмовилася від участі у розвитку технології. Intel мала кілька продуктів під брендом Optane: «пам'ять Optane», «постійна пам'ять Optane» і «твердотільні накопичувачі Optane», все це в результаті було об'єднано під егідою «бізнес пам'яті Optane». ТехнологіяРозробка технології почалася приблизно 2012 року[2] (раніше Intel і Micron вже займалися спільною розробкою інших типів енергонезалежної пам'яті на фазових переходах (PRAM, PCM)[3]). TechInsights повідомляє про використання PCM-пам'яті на базі GeSbTe (GST) і селектора на базі As+GST (ovonic threshold switch, OTS);[4] за повідомленнями співробітника компанії Micron, архітектура 3D XPoint відрізняється від попередніх варіантів реалізації PCM-пам'яті і використовує халькогенідні матеріали як для селектора, так і для зберігання даних у комірках пам'яті (такі матеріали швидші і стабільніші, ніж традиційні для PCM, наприклад, GST).[5] 2015 році зазначалося, що технологія «не заснована на електронах»,[6] а також що використовується змінення електричного опору матеріалів та можлива побітова адресація.[7] Відзначалася також деяка схожість із резистивною пам'яттю довільного доступу (RRAM), яку розробляє компанія Crossbar[en], але використання при цьому інших фізичних принципів для зберігання інформації.[2][8] Генеральний директор Intel Браян Кржанич[en], відповідаючи на питання про матеріали XPoint, уточнив, що перемикання засноване на «об'ємних властивостях матеріалу» (англ. bulk material properties).[9] Також заявлено, що 3D Xpoint не використовує зміну фазового стану матеріалу або технології «меморісторів».[10] Окремі комірки пам'яті в XPoint адресуються за допомогою селектора, і для доступу до них не потрібен транзистор (як у технологіях NAND і DRAM), що дозволяє зменшити площу комірки та збільшити щільність їх розміщення на кристалі[11]. Додкладна інформація про використані матеріали та фізичні принципи станом на кінець 2016 року не розголошувалась. Для запису інформації в комірках пам'яті використовується змінення опору матеріалу. Комірки, імовірно разом із якимсь селектором, розташовані на перетині перпендикулярних ліній адресації слів і бітів. Технологія допускає реалізацію з кількома шарами комірок. Пристрої на основі пам'яті 3D XPoint випускалися для встановлення в роз'єм для оперативної пам'яті DDR4 (NVDIMM[en], non-volatile DIMM) і PCI Express (NVM Express). За даними ЗМІ, інші компанії не представили робочих варіантів резистивної пам'яті або пам'яті на зміні фазових станів, які досягли б такого ж рівня продуктивності і надійності, як XPoint[12]. СумісністьЯк компонент пам'яті Optane вимагає наявності спеціального набору мікросхем та підтримки ЦП. Як звичайний твердотільний накопичувач, Optane широко сумісний з дуже широким спектром систем, і його основні вимоги багато в чому аналогічні будь-якому іншому твердотільному накопичувачу — можливість підключення до апаратного забезпечення, операційної системи, BIOS/UEFI і підтримки драйверів для NVMe, а також адекватне охолодження. Оцінки продуктивностіНа початку 2016 року IM Flash заявила, що перше покоління твердотільних накопичувачів досягне 95 тисяч операцій введення-виведення на секунду із затримками близько 9 мікросекунд.[13] На форумі Intel для розробників 2016 року продемонстровано PCIe-накопичувачі об'ємом 140 ГБ, які показали дво-триразове поліпшення показників порівняно з твердотільними накопичувачами NVMe на NAND.[14] У середині 2016 року Intel заявляла, що в порівнянні з флеш-пам'яттю NAND нова технологія має в 10 разів менші затримки операцій, у 3 рази більший ресурс за перезаписом, у 4 рази більшу кількість операцій запису на секунду, у 3 рази більшу кількість операцій читання на секунду, використовуючи при цьому близько 30 % від енергоспоживання флеш-пам'яті.[15][16]. 2017 року Intel представила накопичувачі серії Optane SSD 900P об'ємом 280 та 480 ГБ для настільних комп'ютерів; заявлена швидкість послідовного читання інформації досягає 2500 Мбайт/с, швидкість послідовного запису — 2000 Мбайт/с.[17] Незалежні тести перших NVMe-пристроїв на 3D XPoint (Intel Optane Memory) на застосовність їх як блокових пристроїв на характерних для індивідуальних користувачів навантаженнях не продемонстрували помітної переваги в порівнянні з NVMe-накопичувачами на базі NAND, а з урахуванням їх високої ціни — і конкурентоспроможності; з цим пов'язують фокусування Intel і Micron на просуванні цієї пам'яті на корпоративний, а не на споживчий ринок.[18] Так, компанія VMware, розробник програмного забезпечення для віртуалізації, орієнтувалася, насамперед, саме на Intel Optane (наприклад, у рішенні Project Capitola, платформах vSphere 7.x та vSAN)[19]. Виробництво та впровадження 2015 року фабрика IM Flash[en] — спільне підприємство Intel і Micron в Лігаї (штат Юта) — виготовила із застосуванням технології невелику кількість чіпів об'ємом 128 Гбіт, в яких використано два шари комірок по 64 Гбіт кожен.[2][20] На початку 2016 року генеральний директор IM Flash Гі Блалок озвучив оцінку, що масове виробництво чіпів розпочнеться не раніше ніж за 12—18 місяців.[13] У середині 2015 року Intel оголосила про використання бренду «Optane» для продуктів зберігання даних на базі технології 3D XPoint,[21] а в березні 2017 року випущено перший NVMe-накопичувач із пам'яттю 3D XPoint — Optane P4800X. У жовтні 2016 року віце-президент підрозділу рішень для зберігання даних Micron заявив, що «3D Xpoint буде приблизно вдвічі дешевшою за DRAM, і в чотири-п'ять разів дорожчою, ніж флеш-пам'ять NAND» (за рівного обсягу)[22][23] (але нижче, ніж у DRAM[24]). 27 жовтня 2017 року Intel представила накопичувачі серії Optane SSD 900P об'ємом 280 та 480 ГБ, призначені для настільних комп'ютерів.[17] Оскільки собівартість 3D XPoint перевищує собівартість звичної TLC 3D NAND приблизно на порядок і, за наявними оцінками, виробництво 1 ГБ подібної пам'яті обходиться принаймні в $0,5, це не дозволяє Intel вийти з накопичувачами на такій пам'яті на масовий ринок (проте, компанія знайшла вихід, випускаючи гібридний споживчий продукт, побудований як сукупність мікросхем 3D XPoint та QLC 3D NAND, використовуючи переваги і тих, і інших). Як свідчить звітність, яку компанія подала до Комісії з цінних паперів і бірж США, в 2020 року цей напрямок приніс Intel збиток у сумі 576 млн дол. Навесні 2021 року компанія Micron продала за 900 млн дол. лігайське підприємство з виробництва 3D XPoint корпорації Texas Instruments, яка має намір повністю переобладнати його під виробництво іншої продукції. Середина 2022 року — Intel згортає бізнес-напрямок Optane Memory (у світлі падіння квартального виторгу на 22 % рік до року, компанія просто не може підтримувати всі перспективні технології, які вимагають великих інвестицій у R&D)[19][25]. Примітки
Посилання
|
