3D XPoint - 3D XPoint
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3D XPoint (pronuncia -se ponto cruzado three-D ) é uma tecnologia de memória não volátil (NVM) desenvolvida em conjunto pela Intel e a Micron Technology . Foi anunciado em julho de 2015 e está disponível no mercado aberto com a marca Optane (Intel) desde abril de 2017. O armazenamento de bits é baseado em uma mudança de resistência em massa , em conjunto com uma matriz de acesso a dados em grade cruzada empilhável. Os preços iniciais são menores do que a memória de acesso aleatório dinâmica (DRAM), mas mais do que a memória flash .
Como uma memória não volátil, o 3D XPoint possui vários recursos que o distinguem de outras RAM e NVRAM disponíveis atualmente . Embora as primeiras gerações de 3D XPoint não fossem especialmente grandes ou rápidas, a partir de 2019 3D XPoint é usado para criar alguns dos SSDs mais rápidos disponíveis, com pequena latência de gravação . Como a memória é inerentemente rápida e endereçável por byte, técnicas como leitura-modificação-gravação e armazenamento em cache usadas para aprimorar SSDs tradicionais não são necessárias para obter alto desempenho. Além disso, chipsets como Cascade Lake são projetados com suporte embutido para 3D XPoint, que permite que seja usado como um cache ou disco de aceleração, e também é rápido o suficiente para ser usado como RAM não volátil (NVRAM) em um DIMM pacote.
História
Desenvolvimento
O desenvolvimento do 3D XPoint começou por volta de 2012. Intel e Micron haviam desenvolvido outras tecnologias de memória de mudança de fase não volátil (PCM) anteriormente; Mark Durcan, da Micron, disse que a arquitetura 3D XPoint difere das ofertas anteriores do PCM e usa materiais calcogenetos tanto para o seletor quanto para as partes de armazenamento da célula de memória que são mais rápidas e estáveis do que os materiais PCM tradicionais, como o GST . Mas hoje, é considerado um subconjunto do ReRAM .
O 3D XPoint foi declarado para usar resistência elétrica e ser endereçável por bits. Semelhanças com a memória de acesso aleatório resistiva em desenvolvimento pela Crossbar Inc. foram observadas, mas o 3D XPoint usa diferentes físicas de armazenamento. Especificamente, os transistores são substituídos por interruptores de limite como seletores nas células de memória. Os desenvolvedores do 3D XPoint indicam que ele se baseia em alterações na resistência do material a granel. O CEO da Intel, Brian Krzanich, respondeu às perguntas em andamento sobre o material XPoint que a troca foi baseada nas "propriedades do material a granel". A Intel afirmou que o 3D XPoint não usa uma tecnologia de mudança de fase ou memristor , embora isso seja contestado por revisores independentes.
3D XPoint tem sido a memória autônoma mais amplamente produzida com base em outro armazenamento além de carga, enquanto outras memórias alternativas, como ReRAM ou MRAM, até agora só foram amplamente desenvolvidas em plataformas embarcadas.
Produção inicial
Em meados de 2015, a Intel anunciou a marca Optane para produtos de armazenamento baseados na tecnologia 3D XPoint. Micron (usando a marca QuantX ) estimou a memória a ser vendida por cerca de metade do preço da memória dinâmica de acesso aleatório (DRAM), mas quatro a cinco vezes o preço da memória flash . Inicialmente, uma instalação de fabricação de wafer em Lehi, Utah , operada pela IM Flash Technologies LLC (uma joint venture Intel-Micron) fez pequenas quantidades de chips de 128 Gbit em 2015. Eles empilham dois aviões de 64 Gbit. No início de 2016, a produção em massa dos chips era esperada em 12 a 18 meses.
No início de 2016, o IM Flash anunciou que a primeira geração de drives de estado sólido atingiria 95.000 IOPS com latência de 9 microssegundos. Essa baixa latência aumenta significativamente o IOPS em profundidades de fila baixas para operações aleatórias. No Intel Developer Forum 2016, a Intel demonstrou placas de desenvolvimento PCI Express (PCIe) de 140 GB mostrando uma melhoria de 2,4–3 × nos benchmarks em comparação com drives de estado sólido (SSDs) flash NAND PCIe . Em 19 de março de 2017, a Intel anunciou seu primeiro produto: uma placa PCIe disponível no segundo semestre de 2017.
Recepção
Apesar da recepção morna inicial quando lançado pela primeira vez, 3D XPoint - particularmente na forma de gama Optane da Intel - foi altamente aclamado e amplamente recomendado para tarefas onde seus recursos específicos são valiosos, com revisores como Storage Review concluindo em agosto de 2018 que para cargas de trabalho de baixa latência, 3D XPoint estava produzindo 500.000 IOPS sustentados de 4K para leituras e gravações, com latências de 3-15 microssegundos , e que no momento "não há nada [mais] que chegue perto", enquanto Tom's Hardware descreveu o Optane 900p em dezembro de 2017 como uma "criatura mítica" que deve ser vista para acreditar e que dobrou a velocidade dos melhores dispositivos de consumo anteriores. A ServeTheHome concluiu em 2017 que em testes de leitura, gravação e mistos, os SSDs Optane foram consistentemente em torno de 2,5 × mais rápidos que os melhores SSDs de datacentre da Intel que os precederam, o P3700 NVMe. A AnandTech observou que os SSDs baseados em Optane para consumidores eram semelhantes em desempenho aos melhores SSDs não-3D-XPoint para grandes transferências, com ambos sendo "surpreendidos" pelo grande desempenho de transferência dos SSDs Optane empresariais.
Venda de Lehi Fab
Em 16 de março de 2021, a Micron anunciou que encerraria o desenvolvimento do 3D XPoint para desenvolver produtos baseados no Compute Express Link (CXL). A fábrica Lehi está sendo colocada à venda. A Intel respondeu que sua capacidade de fornecer produtos Intel Optane não seria afetada.
Compatibilidade
Intel
A Intel distingue entre "Intel Optane Memory" e "Intel Optane SSDs". Como um componente de memória, Optane requer um chipset específico e suporte de CPU. Como um SSD comum, Optane é amplamente compatível com uma ampla gama de sistemas, e seus principais requisitos são muito parecidos com qualquer outro SSD - capacidade de ser conectado ao hardware, sistema operacional, BIOS / UEFI e suporte de driver para NVMe, e adequado resfriamento.
- Como NVMe-PCIe SSD baseada em padrões : dispositivos Optane pode ser utilizado como o elemento de armazenamento de um simples disco de estado sólido (SSD), tipicamente em M.2 formato de cartão, NVMe PCI Express formato, ou U.2 formato independente. Quando Optane é usado como um SSD comum (em qualquer um desses formatos), seus requisitos de compatibilidade são os mesmos de qualquer SSD tradicional. Portanto, a compatibilidade depende apenas se o hardware , sistema operacional e drivers podem suportar NVMe e SSDs semelhantes. Os SSDs Optane são, portanto, compatíveis com uma ampla variedade de chipsets e CPUs mais antigos e mais novos (incluindo chipsets e CPUs não Intel).
- Como um dispositivo de memória ou aceleração on-board : os dispositivos Optane também podem ser usados como NVDIMM (memória principal não volátil) ou para certos tipos de cache ou funções de aceleração, mas ao contrário das funções SSD gerais, isso requer hardware mais recente, desde o chipset e a placa - mãe deve ser projetado para trabalhar especificamente com Optane nessas funções.
Mícron
A Micron oferece unidades SSD NVMe AIC (QuantX X100) que mantêm a compatibilidade com sistemas com capacidade NVMe. O suporte nativo como um dispositivo de aceleração não é compatível (embora o armazenamento em camadas possa ser usado).
Veja também
Notas
Referências
links externos
- "Intel Micron Webcast" , YouTube, 44 minutos