Vidéo: Intel 3D XPoint Technology (Novembre 2024)
Lors du forum des développeurs Intel de cette année, la société a dévoilé des détails techniques supplémentaires sur sa future mémoire 3D XPoint, qui pourrait réellement changer l'architecture du PC en comblant le fossé entre la mémoire principale traditionnelle et le stockage.
Intel et Micron, qui ont créé ensemble la nouvelle mémoire et prévoient de la produire dans une entreprise commune à Lehi, en Utah, ont déclaré que 3D XPoint était 1 000 fois plus rapide que la mémoire flash NAND et 10 fois plus dense que la DRAM. En tant que telle, elle pourrait constituer une alternative plus rapide à la mémoire flash NAND actuelle, qui a beaucoup de capacité et relativement peu coûteuse, ou fonctionner en remplacement ou en complément de la mémoire DRAM traditionnelle, qui est plus rapide mais a une capacité limitée. À la FID, nous avons obtenu plus de détails sur la manière dont cela pourrait fonctionner dans l'une ou l'autre de ces solutions.
Lors de son discours, Rob Crooke, vice-président directeur et directeur général du groupe de solutions de mémoire non volatile d'Intel, a annoncé qu'Intel envisageait de vendre des SSD de centres de données et d'ordinateurs portables ainsi que des DIMM basés sur la nouvelle mémoire en 2016 sous la marque Optane. Il a présenté un SSD Optane offrant une performance cinq à sept fois supérieure à celle du SSD le plus rapide d'Intel, qui exécute diverses tâches.
Plus tard, avec Al Fazio, membre senior d’Intel et directeur du développement de la technologie de la mémoire, il a présenté bon nombre des détails techniques, même s’ils gardent certaines informations importantes sous le voile, telles que le matériel utilisé pour écrire les données.
Au cours de cette session, Crooke a présenté une plaquette contenant la mémoire 3D XPoint, qui inclura 128 Gbits de stockage par dé. Au total, ils ont déclaré que la plaquette complète pourrait contenir 5 téraoctets de données.
Fazio se tenait à côté d'un modèle de la mémoire, dont il a dit qu'il était 5 millions de fois supérieur à la taille réelle. Il a utilisé ce modèle, qui montre uniquement le stockage de 32 bits de mémoire, pour expliquer le fonctionnement de la structure.
Il a dit qu'il avait une structure de points de croix assez simple. Dans cet agencement, les fils perpendiculaires (parfois appelés lignes de mots) connectent des colonnes sous-microscopiques, et une cellule de mémoire individuelle peut être adressée en sélectionnant ses fils supérieur et inférieur. Il a noté que dans d'autres technologies, les uns et les zéros sont indiqués par des électrons piégés - dans un condensateur pour DRAM et dans une "grille flottante" pour NAN. Mais avec la nouvelle solution, la mémoire (indiquée en vert dans le modèle) est un matériau qui modifie ses propriétés globales, ce qui signifie que vous avez des centaines de milliers ou des millions d'atomes se déplaçant entre des résistances élevées et faibles, indiquant des zéros. Le problème, at-il dit, a été de créer les matériaux pour la mémoire de stockage et pour le sélecteur (indiqué en jaune dans le modèle) qui permettent aux cellules de mémoire d’être écrites ou lues sans recourir à un transistor.
Il ne voulait pas dire quels étaient les matériaux, mais il a dit que si le concept de base des matériaux varie entre haute et basse résistance pour indiquer des zéros, il était différent de ce que la plupart des professionnels de l'industrie considèrent comme une RAM résistive. utilise souvent des filaments et des cellules d'environ 10 atomes, tandis que XPoint utilise des propriétés volumineuses de sorte que tous les atomes changent, ce qui facilite leur fabrication.
Fazio a déclaré que ce concept est très évolutif, en ce sens que vous pouvez ajouter plus de couches ou redimensionner la fabrication à des dimensions plus petites. Les puces actuelles à 128 Gbits utilisent deux couches et sont fabriquées à 20 nm. Lors d'une séance de questions-réponses, il a noté que la technologie permettant de créer et de relier les couches n'est pas la même que pour 3D NAND et nécessite plusieurs couches de lithographie. Par conséquent, les coûts peuvent augmenter proportionnellement à l'ajout de couches après un certain point. Mais il a dit qu'il était probablement économique de créer des puces à 4 couches ou à 8 couches, et Crooke a plaisanté en disant que dans trois ans, il parlera de 16 couches. Il a également déclaré qu'il était techniquement possible de créer des cellules à plusieurs niveaux, telles que les MLC utilisées dans les mémoires flash NAND, mais que cela a pris du temps avec NAND et qu'il est peu probable que cela se produise à cause des marges de fabrication.
En général, Fazio a déclaré que nous pouvions nous attendre à ce que la capacité de mémoire augmente à une cadence similaire à celle de la NAND, doublant tous les deux ans, à l'approche des améliorations de style loi de Moore.
En 2016, Intel vendra des disques SSD Optane fabriqués avec la nouvelle technologie au format standard 2, 5 pouces (U.2) et mobile M.2 (22 mm sur 30 mm), a déclaré Crooke. Cela serait utile dans des applications telles que l'activation de jeux immersifs avec de grands mondes ouverts, qui nécessitent de grands ensembles de données.
Bien que la démonstration initiale ait montré une amélioration de cinq à sept fois par rapport à une boîte de stockage standard, Fazio a déclaré que cela était limité par les autres choses autour de ce bus de stockage. Il a dit que vous pourriez "libérer" le potentiel en le retirant du bus de stockage et en le plaçant directement sur un bus de mémoire. C'est pourquoi Intel prévoit de publier une version utilisant également la norme NVMe (mémoire non volatile express) par dessus de PCIe. De nombreux fournisseurs proposent désormais la mémoire flash NAND sur le bus PCI et ont déclaré que les performances XPoint y seraient nettement meilleures.
Une autre utilisation pourrait être d’utiliser cette mémoire directement en tant que mémoire système. En utilisant le processeur Xeon de nouvelle génération - pas encore annoncé, mais mentionné dans un certain nombre de sessions - vous devriez pouvoir utiliser XPoint directement en tant que mémoire, ce qui permet d'obtenir quatre fois la mémoire maximale actuelle de DRAM à un coût inférieur. 3D XPoint est un peu plus lent que la DRAM, mais ils ont déclaré que la latence se mesurait en nanosecondes à deux chiffres, ce qui est assez proche de la DRAM et des centaines de fois plus rapide que la NAND. (Notez que les vitesses de lecture NAND sont beaucoup plus rapides que ses vitesses d'écriture, et que NAND adresse la mémoire dans les pages, tandis que DRAM et XPoint s'adressent à la mémoire à un niveau de bit individuel.)
Selon M. Crooke, Intel offrira également la mémoire dans des connecteurs DIMM compatibles DDR4 l’année prochaine, alors qu’un schéma indique qu’elle sera utilisée en association avec la mémoire DRAM, la mémoire traditionnelle jouant le rôle de cache d’écriture arrière. Ils ont dit que cela peut fonctionner sans modifications du système d'exploitation ou de l'application.
Crooke a parlé de l'utilisation potentielle de cette mémoire dans des applications telles que les services financiers, la détection de fraude, la publicité en ligne et la recherche scientifique telle que la génomique informatique, particulièrement utile pour traiter de grands ensembles de données, offrant un accès rapide et aléatoire aux données. Mais il a ajouté que ce serait également intéressant pour les jeux immersifs et ininterrompus.
Il y a encore beaucoup de questions en suspens, car le produit n'a pas encore été livré. Nous ne connaissons donc pas encore les prix, les spécifications ou les modèles particuliers. Il a bien précisé qu'Intel avait l'intention de vendre la mémoire uniquement dans le cadre de modules spécifiques, et non en tant que composants de mémoire brute. (Micron, qui vendra également des produits à base de ce matériau, n’a pas encore annoncé de produits spécifiques.)
En supposant que le prix se révèle raisonnable et que la technologie continue à progresser, je peux voir une utilisation énorme d’une technologie qui s’intègre entre la DRAM et la NAND. Il est hautement improbable de remplacer l'un ou l'autre - la DRAM devrait rester plus rapide et la NAND 3D resterait probablement moins chère pendant un certain temps - mais elle pourrait devenir un élément très important de l'architecture des systèmes.
