3D XPoint

3D XPoint (произносится как «трехмерная точка пересечения» ) — это прекращенная технология энергонезависимой памяти (NVM), разработанная совместно Intel и Micron Technology . Он был анонсирован в июле 2015 года и был доступен на открытом рынке под торговой маркой Optane (Intel) с апреля 2017 года по июль 2022 года. ^{[ 1 ]} Хранение битов основано на изменении объемного сопротивления в сочетании со стекируемым межсеточным массивом доступа к данным. ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]} Первоначальные цены ниже, чем у динамической памяти с произвольным доступом (DRAM), но выше, чем у флэш-памяти . ^{[ 4 ]}

Будучи энергонезависимой памятью, 3D XPoint имеет ряд особенностей, отличающих ее от другой доступной в настоящее время оперативной памяти и NVRAM . Хотя первые поколения 3D XPoint не были особенно большими и быстрыми, 3D XPoint использовался для создания одних из самых быстрых ^{[ 5 ]} SSD-накопители доступны с 2019 года с небольшой задержкой записи . Поскольку память по своей природе быстрая и имеет побайтовую адресацию, такие методы, как чтение-изменение-запись и кэширование, для достижения высокой производительности не нужны используемые для улучшения традиционных твердотельных накопителей. Кроме того, такие чипсеты, как Cascade Lake, имеют встроенную поддержку 3D XPoint. ^{[ нужна ссылка ]} которые позволяют использовать его в качестве диска для кэширования или ускорения, а также он достаточно быстр, чтобы его можно было использовать в качестве энергонезависимого ОЗУ (NVRAM) или постоянной памяти в пакете DIMM .

История

Разработка

Разработка 3D XPoint началась примерно в 2012 году. ^{[ 6 ]} Ранее Intel и Micron разработали другие технологии энергонезависимой памяти с фазовым переходом (PCM); ^{[ примечание 1 ]} Марк Дуркан из Micron сказал, что архитектура 3D XPoint отличается от предыдущих предложений PCM и использует халькогенидные материалы как для селекторных, так и для запоминающих частей ячейки памяти, которые работают быстрее и стабильнее, чем традиционные материалы PCM, такие как GST . ^{[ 8 ]} Но сегодня его считают подмножеством ReRAM . ^{[ 9 ]}

Заявлено, что 3D XPoint использует электрическое сопротивление и имеет побитовую адресацию. ^{[ 10 ]} сходство с резистивной оперативной памятью, разрабатываемой Crossbar Inc. , но 3D XPoint использует другую физику хранения. Было отмечено ^{[ 6 ]} В частности, транзисторы заменены пороговыми переключателями в качестве селекторов в ячейках памяти. ^{[ 11 ]} Разработчики 3D XPoint указывают, что он основан на изменении сопротивления сыпучего материала. ^{[ 2 ]} Генеральный директор Intel Брайан Кржанич ответил на продолжающиеся вопросы о материале XPoint, что переключение основано на «объемных свойствах материала». ^{[ 3 ]} Intel заявила, что 3D XPoint не использует технологию изменения фазы или мемристор . ^{[ 12 ]} хотя это оспаривается независимыми рецензентами. ^{[ 13 ]}

3D XPoint была наиболее широко производимой автономной памятью, основанной не на зарядном накопителе, тогда как другие альтернативные запоминающие устройства, такие как ReRAM или магниторезистивное ОЗУ , до сих пор широко разрабатывались только на встроенных платформах. ^{[ 14 ]}

Начальное производство

В середине 2015 года Intel анонсировала бренд Optane для продуктов хранения данных на основе технологии 3D XPoint. ^{[ 15 ]} Micron (используя бренд QuantX ) оценила, что память будет продаваться примерно за половину цены динамической памяти с произвольным доступом (DRAM), но в четыре-пять раз дороже флэш-памяти . ^{[ 16 ]} Первоначально завод по производству пластин в Лехи, штат Юта , которым управляет IM Flash Technologies LLC (совместное предприятие Intel-Micron), в 2015 году производил небольшое количество 128-гигабитных чипов. Они объединяли две 64-гигабитные платы. ^{[ 6 ]}^{[ 17 ]} В начале 2016 года ожидалось, что массовое производство чипов произойдет через 12–18 месяцев. ^{[ 18 ]}

В начале 2016 года компания IM Flash объявила, что первое поколение твердотельных накопителей достигнет пропускной способности 95 000 операций ввода-вывода в секунду с задержкой 9 микросекунд. ^{[ 18 ]} Эта низкая задержка значительно увеличивает количество операций ввода-вывода в секунду при небольшой глубине очереди для случайных операций. На форуме разработчиков Intel 2016 компания Intel продемонстрировала платы для разработки PCI Express (PCIe) емкостью 140 ГБ, показавшие улучшение в 2,4–3 раза в тестах по сравнению с флэш -накопителями PCIe NAND (SSD). ^{[ 19 ]} 19 марта 2017 года Intel анонсировала свой первый продукт: карту PCIe, доступную во второй половине 2017 года. ^{[ 20 ]}^{[ 21 ]}

Прием

Несмотря на первоначальный вялый прием при первом выпуске, 3D XPoint – особенно в виде линейки Intel Optane – получил высокую оценку и широко рекомендовался для задач, где его специфические функции имеют значение, причем такие обозреватели, как Storage Review, в августе 2018 года пришли к выводу, что для рабочих нагрузок с низкой задержкой, 3D XPoint постоянно производил 500 000 операций ввода- вывода в секунду при 4 КБ как для чтения, так и для записи с задержками 3–15 микросекунд , и что в настоящее время «нет ничего, что могло бы приблизиться к этому», ^{[ 22 ]} в то время как Tom's Hardware описал Optane 900p в декабре 2017 года как «мифическое существо», которое нужно увидеть, чтобы поверить, и которое удвоило скорость лучших предыдущих потребительских устройств. ^{[ 23 ]} В 2017 году компания ServeTheHome пришла к выводу, что в тестах на чтение, запись и смешанные тесты твердотельные накопители Optane стабильно примерно в 2,5 раза быстрее лучших твердотельных накопителей Intel для центров обработки данных, которые им предшествовали, — P3700 NVMe. ^{[ 24 ]} AnandTech отметила, что потребительские твердотельные накопители на базе Optane по производительности были аналогичны лучшим твердотельным накопителям без 3D-XPoint для передачи больших объемов данных, причем оба были «потрясены» высокой производительностью передачи корпоративных твердотельных накопителей Optane. ^{[ 25 ]}

Продажа завода Lehi и прекращение его деятельности

16 марта 2021 года Micron объявила, что прекратит разработку 3D XPoint для разработки продуктов на базе Compute Express Link (CXL) из-за отсутствия спроса. ^{[ 26 ]}^{[ 27 ]} Фабрика в Лехи так и не была использована полностью и была продана компании Texas Instruments за 900 миллионов долларов США. ^{[ 28 ]}

Тогда Intel ответила, что это не повлияет на ее способность поставлять продукты Intel Optane. ^{[ 29 ]} Однако Intel уже прекратила выпуск потребительской линейки продуктов Optane в январе 2021 года. ^{[ 30 ]}. В июле 2022 года Intel объявила о закрытии подразделения Optane, фактически прекратив разработку 3D XPoint. ^{[ 31 ]}^{[ 32 ]}

Совместимость

Интел

Intel различает «память Intel Optane» и «твердотельные накопители Intel Optane». В качестве компонента памяти Optane требует поддержки определенного набора микросхем и процессора. ^{[ 33 ]} Как обычный твердотельный накопитель, Optane широко совместим с очень широким спектром систем, и его основные требования во многом аналогичны любому другому твердотельному накопителю — возможность подключения к аппаратному обеспечению, операционной системе, BIOS/UEFI и поддержке драйверов для NVMe, а также адекватная поддержка. охлаждение. ^{[ 34 ]}

В качестве стандартного твердотельного накопителя NVMe-PCIe : устройства Optane можно использовать в качестве элемента хранения обычного твердотельного накопителя (SSD), обычно в M.2 формате карты , формате NVMe PCI Express или U.2 автономном формате . Когда Optane используется в качестве обычного SSD (в любом из этих форматов), требования к его совместимости такие же, как и для любого традиционного SSD. Поэтому совместимость зависит только от того, может ли оборудование , операционная система и драйверы поддерживать NVMe и аналогичные твердотельные накопители. Таким образом, твердотельные накопители Optane совместимы с широким спектром старых и новых наборов микросхем и процессоров (включая наборы микросхем и процессоры сторонних производителей).
В качестве памяти или встроенного устройства ускорения : устройства Optane также можно использовать в качестве NVDIMM (энергонезависимой основной памяти) или для определенных видов кэширования или ускорения, но в отличие от общих ролей SSD для этого требуется более новое оборудование, поскольку набор микросхем и материнская плата должен быть разработан специально для работы с Optane в этих ролях.

микрон

Micron предложила твердотельные накопители NVMe AIC (QuantX X100 ^{[ 35 ]}), который поддерживал совместимость с системами с поддержкой NVMe. Встроенная поддержка в качестве устройства ускорения не поддерживается (хотя можно использовать многоуровневое хранилище). ^{[ 36 ]}

См. также

Примечания

^ Intel и Numonyx представили стекируемые чипы PCM емкостью 64 ГБ в 2009 году. ^{[ 7 ]}

Ссылки

^ «Intel выпускает твердотельные накопители Optane Memory M.2 с кэшем для потребительского рынка» . АнандТех . 27 марта 2017 года . Проверено 13 ноября 2017 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б Кларк, Питер (28 июля 2015 г.), «Intel и Micron запускают ReRAM с массовым переключением» , EE Times , «Механизм переключения осуществляется за счет изменения сопротивления сыпучего материала», — вот и все, что Intel добавила в ответ на присланные вопросы. по электронной почте.
^ Перейти обратно: ^а ^б Меррик, Рик, «Кржанич из Intel: вопросы и ответы генерального директора IDF» , EE Times , стр. 2
^ Евангельо, Джейсон (28 июля 2015 г.). «Intel и Micron совместно представляют революционную, меняющую правила игры 3D-память XPoint, в 1000 раз быстрее NAND» . Горячее оборудование . Архивировано из оригинала 15 августа 2016 года . Проверено 21 января 2016 г. Роб Крук из Intel объяснил: «Вы можете расположить стоимость где-то между NAND и DRAM».
^ «Обзор твердотельного накопителя Intel Optane P5800X» . 6 апреля 2021 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Кларк, Питер (28 июля 2015 г.), «Intel и Micron запускают ReRAM с массовой коммутацией» , EE Times
^ МакГрат, Дилан (28 октября 2009 г.), «Intel и Numonyx заявляют о важной вехе в памяти с фазовым изменением» , EE Times
^ Кларк, Питер (31 июля 2015 г.), «Патентный поиск поддерживает просмотр 3D XPoint на основе фазового изменения» , EE Times
^ «Партнерство внедряет ReRAM в твердотельные накопители» . ЭЭ Таймс . 27 сентября 2017 г.
^ Грушка, Джоэл (29 июля 2015 г.). «Intel и Micron представляют Xpoint, новую архитектуру памяти, которая может превзойти DDR4 и NAND» . ЭкстримТех .
^ https://www.linkedin.com/pulse/can-threshold-switches-replace-transistors-memory-cell-frederick-chen также на https://semiwiki.com/semiconductor-manufacturers/286317-can-threshold- переключатели-заменяют-транзисторы-в-ячейке-памяти/
^ Меллор, Крис (28 июля 2015 г.). «Всего в ТЫСЯЧУ РАЗ ЛУЧШЕ, чем FLASH! Intel, потрясающее заявление Micron» . Регистр . Представитель Intel категорически отрицал, что это был процесс памяти с фазовым изменением или мемристорная технология. Крутящий момент передачи вращения также был отклонен.
^ Мальвентано, Аллин (2 июня 2017 г.). «Как работает память с фазовым изменением 3D XPoint» . Перспектива ПК . Проверено 8 июня 2017 г.
^ ЛаПедус, Марк (16 августа 2018 г.). «Усиление памяти следующего поколения» . Полупроводниковая техника .
^ Смит, Райан (18 августа 2015 г.), «Intel объявляет о выпуске бренда Optane Storage для продуктов 3D XPoint» , AnandTech
^ Мериан, Лукас (9 августа 2016 г.). «Micron раскрывает маркетинговые подробности о памяти 3D XPoint QuantX: Intel и Micron, возможно, допустили ошибку, анонсировав 3D XPoint год назад» . Компьютерный мир . Проверено 31 марта 2017 г.
^ Смит, Райан (18 августа 2015 г.), «Intel объявляет о выпуске бренда Optane Storage для продуктов 3D XPoint» , Anandtech , продукты будут доступны в 2016 году как в стандартном форм-факторе SSD (PCIe) для всего, от ультрабуков до серверов, так и в формате DIMM. форм-фактор для систем Xeon для еще большей пропускной способности и снижения задержек. Как и ожидалось, Intel будет предоставлять контроллеры хранения данных, оптимизированные для памяти 3D XPoint.
^ Перейти обратно: ^а ^б Меррик, Рик (14 января 2016 г.), «3D XPoint выходит в свет» , EE Times
^ Катресс, Ян (26 августа 2016 г.). «Твердотельный накопитель Intel Optane 3D Xpoint PCIe емкостью 140 ГБ замечен на выставке IDF» . Анандтех . Проверено 26 августа 2016 г.
^ Брайт, Питер (19 марта 2017 г.). «Первый твердотельный накопитель Intel Optane: 375 ГБ, который также можно использовать в качестве оперативной памяти» . Арс Техника . Проверено 31 марта 2017 г.
^ Фигас, Джон (19 марта 2017 г.). «Первый сверхбыстрый 3D-накопитель Intel предназначен для серверов» . En Гаджет . Проверено 31 марта 2017 г.
^ «Обзор твердотельного накопителя Intel Optane DC P4800X» . Обзор хранилища . 31 июля 2018 года . Проверено 15 апреля 2019 г.
^ «Тестирование производительности твердотельного накопителя Intel Optane 900P 256 ГБ» . Аппаратное обеспечение Тома . 4 декабря 2017 года . Проверено 15 апреля 2019 г.
^ Робинсон, Клифф (24 апреля 2017 г.). «Intel Optane: практические тесты и результаты испытаний в реальных условиях» . Служить дому . Проверено 15 апреля 2019 г.
^ Таллис, Билли. «Предварительный обзор Intel Optane Memory (SSD): 32 ГБ кэширования Kaby Lake» . Анандтех . Проверено 15 апреля 2019 г.
^ «В этом году Micron прекратит производство памяти 3D XPoint» .
^ Micron прекращает поддержку 3D XPoint
^ Таллис, Билли. «Micron отказывается от технологии памяти 3D XPoint» . www.anandtech.com .
^ обновлено, последнее Пол Алкорн (16 марта 2021 г.). «Micron продаст фабрику памяти 3D XPoint и прекратит дальнейшую разработку (обновлено)» . Аппаратное обеспечение Тома .
^ «Intel тихо убивает свои потрясающие твердотельные накопители Optane для настольных ПК» . ПКМир . 19 января 2021 г. . Проверено 15 февраля 2021 г.
^ «Intel свернула бизнес с Optane Memory: технология хранения данных 3D XPoint подходит к концу» .
^ Почему Intel закрыла свой бизнес по производству памяти Optane , The Register, 22 июля 2022 г.
^ «Память Intel Optane: основные требования перед покупкой» . Интел . Проверено 15 апреля 2019 г.
^ «Системные требования для накопителя Intel Optane SSD серии 900P» . Интел . Проверено 15 апреля 2019 г.
^ «Представлен SSD-накопитель Micron X100 NVMe (3D XPoint) | StorageReview.com — Обзоры систем хранения данных» . www.storagereview.com . 24.10.2019. Архивировано из оригинала 18 декабря 2019 г. Проверено 18 декабря 2019 г.
^ «Х100» . www.micron.com . Архивировано из оригинала 24 июля 2020 г. Проверено 18 декабря 2019 г.

Внешние ссылки

«Интернет-трансляция Intel Micron» , YouTube , 44 минуты

[8] Intel и Numonyx представили стекируемые чипы PCM емкостью 64 ГБ в 2009 году. ^{[ 7 ]}

[1] «Intel выпускает твердотельные накопители Optane Memory M.2 с кэшем для потребительского рынка» . АнандТех . 27 марта 2017 года . Проверено 13 ноября 2017 г.

[ee2-2] Перейти обратно: ^а ^б Кларк, Питер (28 июля 2015 г.), «Intel и Micron запускают ReRAM с массовым переключением» , EE Times , «Механизм переключения осуществляется за счет изменения сопротивления сыпучего материала», — вот и все, что Intel добавила в ответ на присланные вопросы. по электронной почте.

[ee3-3] Перейти обратно: ^а ^б Меррик, Рик, «Кржанич из Intel: вопросы и ответы генерального директора IDF» , EE Times , стр. 2

[hh1-4] Евангельо, Джейсон (28 июля 2015 г.). «Intel и Micron совместно представляют революционную, меняющую правила игры 3D-память XPoint, в 1000 раз быстрее NAND» . Горячее оборудование . Архивировано из оригинала 15 августа 2016 года . Проверено 21 января 2016 г. Роб Крук из Intel объяснил: «Вы можете расположить стоимость где-то между NAND и DRAM».

[5] «Обзор твердотельного накопителя Intel Optane P5800X» . 6 апреля 2021 г.

[ee1-6] Перейти обратно: ^а ^б ^с Кларк, Питер (28 июля 2015 г.), «Intel и Micron запускают ReRAM с массовой коммутацией» , EE Times

[inummile-7] МакГрат, Дилан (28 октября 2009 г.), «Intel и Numonyx заявляют о важной вехе в памяти с фазовым изменением» , EE Times

[ee4-9] Кларк, Питер (31 июля 2015 г.), «Патентный поиск поддерживает просмотр 3D XPoint на основе фазового изменения» , EE Times

[ee6-10] «Партнерство внедряет ReRAM в твердотельные накопители» . ЭЭ Таймс . 27 сентября 2017 г.

[extremetech-11] Грушка, Джоэл (29 июля 2015 г.). «Intel и Micron представляют Xpoint, новую архитектуру памяти, которая может превзойти DDR4 и NAND» . ЭкстримТех .

[12] ttps://www.linkedin.com/pulse/can-threshold-switches-replace-transistors-memory-cell-frederick-chen также на https://semiwiki.com/semiconductor-manufacturers/286317-can-threshold- переключатели-заменяют-транзисторы-в-ячейке-памяти/

[reg1-13] Меллор, Крис (28 июля 2015 г.). «Всего в ТЫСЯЧУ РАЗ ЛУЧШЕ, чем FLASH! Intel, потрясающее заявление Micron» . Регистр . Представитель Intel категорически отрицал, что это был процесс памяти с фазовым изменением или мемристорная технология. Крутящий момент передачи вращения также был отклонен.

[14] Мальвентано, Аллин (2 июня 2017 г.). «Как работает память с фазовым изменением 3D XPoint» . Перспектива ПК . Проверено 8 июня 2017 г.

[15] ЛаПедус, Марк (16 августа 2018 г.). «Усиление памяти следующего поколения» . Полупроводниковая техника .

[optane-16] Смит, Райан (18 августа 2015 г.), «Intel объявляет о выпуске бренда Optane Storage для продуктов 3D XPoint» , AnandTech

[17] Мериан, Лукас (9 августа 2016 г.). «Micron раскрывает маркетинговые подробности о памяти 3D XPoint QuantX: Intel и Micron, возможно, допустили ошибку, анонсировав 3D XPoint год назад» . Компьютерный мир . Проверено 31 марта 2017 г.

[ana1-18] Смит, Райан (18 августа 2015 г.), «Intel объявляет о выпуске бренда Optane Storage для продуктов 3D XPoint» , Anandtech , продукты будут доступны в 2016 году как в стандартном форм-факторе SSD (PCIe) для всего, от ультрабуков до серверов, так и в формате DIMM. форм-фактор для систем Xeon для еще большей пропускной способности и снижения задержек. Как и ожидалось, Intel будет предоставлять контроллеры хранения данных, оптимизированные для памяти 3D XPoint.

[ee5-19] Перейти обратно: ^а ^б Меррик, Рик (14 января 2016 г.), «3D XPoint выходит в свет» , EE Times

[20] Катресс, Ян (26 августа 2016 г.). «Твердотельный накопитель Intel Optane 3D Xpoint PCIe емкостью 140 ГБ замечен на выставке IDF» . Анандтех . Проверено 26 августа 2016 г.

[21] Брайт, Питер (19 марта 2017 г.). «Первый твердотельный накопитель Intel Optane: 375 ГБ, который также можно использовать в качестве оперативной памяти» . Арс Техника . Проверено 31 марта 2017 г.

[22] Фигас, Джон (19 марта 2017 г.). «Первый сверхбыстрый 3D-накопитель Intel предназначен для серверов» . En Гаджет . Проверено 31 марта 2017 г.

[23] «Обзор твердотельного накопителя Intel Optane DC P4800X» . Обзор хранилища . 31 июля 2018 года . Проверено 15 апреля 2019 г.

[TH1-24] «Тестирование производительности твердотельного накопителя Intel Optane 900P 256 ГБ» . Аппаратное обеспечение Тома . 4 декабря 2017 года . Проверено 15 апреля 2019 г.

[25] Робинсон, Клифф (24 апреля 2017 г.). «Intel Optane: практические тесты и результаты испытаний в реальных условиях» . Служить дому . Проверено 15 апреля 2019 г.

[26] Таллис, Билли. «Предварительный обзор Intel Optane Memory (SSD): 32 ГБ кэширования Kaby Lake» . Анандтех . Проверено 15 апреля 2019 г.

[27] «В этом году Micron прекратит производство памяти 3D XPoint» .

[28] Micron прекращает поддержку 3D XPoint

[29] Таллис, Билли. «Micron отказывается от технологии памяти 3D XPoint» . www.anandtech.com .

[30] обновлено, последнее Пол Алкорн (16 марта 2021 г.). «Micron продаст фабрику памяти 3D XPoint и прекратит дальнейшую разработку (обновлено)» . Аппаратное обеспечение Тома .

[31] «Intel тихо убивает свои потрясающие твердотельные накопители Optane для настольных ПК» . ПКМир . 19 января 2021 г. . Проверено 15 февраля 2021 г.

[32] «Intel свернула бизнес с Optane Memory: технология хранения данных 3D XPoint подходит к концу» .

[33] Почему Intel закрыла свой бизнес по производству памяти Optane , The Register, 22 июля 2022 г.

[34] «Память Intel Optane: основные требования перед покупкой» . Интел . Проверено 15 апреля 2019 г.

[35] «Системные требования для накопителя Intel Optane SSD серии 900P» . Интел . Проверено 15 апреля 2019 г.

[36] «Представлен SSD-накопитель Micron X100 NVMe (3D XPoint) | StorageReview.com — Обзоры систем хранения данных» . www.storagereview.com . 24.10.2019. Архивировано из оригинала 18 декабря 2019 г. Проверено 18 декабря 2019 г.

[37] «Х100» . www.micron.com . Архивировано из оригинала 24 июля 2020 г. Проверено 18 декабря 2019 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ примечание 1 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]

[ 24 ]

[ 25 ]

[ 26 ]

[ 27 ]

[ 28 ]

[ 29 ]

[ 30 ]

[ 31 ]

[ 32 ]

[ 33 ]

[ 34 ]

[ 35 ]

[ 36 ]

[ 7 ]