Vídeo: Память Intel Optane. Есть ли смысл? (Novembro 2024)
No Intel Developer Forum deste ano, a empresa divulgou detalhes técnicos adicionais sobre sua próxima memória 3D XPoint, que tem o potencial de realmente mudar a arquitetura do PC, preenchendo a lacuna entre a memória principal tradicional e o armazenamento.
A Intel e a Micron, que juntas criaram a nova memória e planejam produzi-la em uma joint venture em Lehi, Utah, disseram que o 3D XPoint é mil vezes mais rápido que o flash NAND e 10 vezes a densidade da DRAM. Como tal, poderia ser uma alternativa mais rápida à memória flash NAND de hoje, que possui muita capacidade e é relativamente barata, ou funciona como uma substituição ou complemento da DRAM tradicional, que é mais rápida, mas tem capacidade limitada. Na IDF, obtivemos mais detalhes sobre como isso pode funcionar em qualquer uma dessas soluções.
Durante a palestra, Rob Crooke, vice-presidente sênior e gerente geral do Grupo de soluções de memória não volátil da Intel, anunciou que a Intel planeja vender SSDs para datacenter e notebooks e DIMMs com base na nova memória de 2016 sob a marca Optane. Ele demonstrou um SSD Optane fornecendo de cinco a sete vezes o desempenho do SSD mais rápido atual da Intel executando uma variedade de tarefas.
Mais tarde, ele e Al Fazio, um membro sênior da Intel e diretor de desenvolvimento de tecnologia de memória, apresentaram muitos detalhes técnicos - embora ainda mantenham algumas informações importantes em sigilo, como o material real usado para gravar os dados.
Naquela sessão, Crooke levantou uma bolacha que, segundo ele, continha a memória 3D XPoint, que incluiria 128 Gbits de armazenamento por dado. No total, eles disseram que a bolacha cheia pode conter 5 Terabytes de dados.
Fazio estava ao lado de um modelo de memória, que ele disse ter 5 milhões de vezes o tamanho real. Ele usou esse modelo, que mostrava apenas o armazenamento de 32 bits de memória, para explicar como a estrutura funciona.
Ele disse que tinha uma estrutura bastante simples de pontos cruzados. Nesse arranjo, os fios perpendiculares (às vezes chamados de linhas de palavras) conectam colunas submicroscópicas, e uma célula de memória individual pode ser endereçada selecionando seu fio superior e inferior. Ele observou que em outras tecnologias, esses e zeros são indicados pela captura de elétrons - em um capacitor para DRAM e em um "portão flutuante" para NAN. Mas com a nova solução, a memória (indicada em verde no modelo) é um material que altera suas propriedades de massa - o que significa que você tem centenas de milhares ou milhões de átomos se movendo entre alta e baixa resistividade, indicando uns e zeros. A questão, segundo ele, foi a criação de materiais para armazenamento de memória e para o seletor (indicado em amarelo no modelo) que permite que as células de memória sejam gravadas ou lidas sem a necessidade de um transistor.
Ele não quis dizer quais eram os materiais, mas disse que, embora tenha o conceito básico de materiais que mudam entre alta e baixa resistência para indicar uns e zeros, era diferente do que a maioria da indústria considera RAM resistiva, pois geralmente usa filamentos e células de cerca de 10 átomos, enquanto o XPoint usa propriedades em massa para que todos os átomos mudem, o que facilita a fabricação.
Fazio disse que esse conceito é muito escalável, pois você pode adicionar mais camadas ou dimensionar a fabricação para dimensões menores. Os atuais chips de 128 Gbit usam duas camadas e são fabricados a 20 nm. Em uma sessão de perguntas e respostas, ele observou que a tecnologia para criar e conectar as camadas não é a mesma que para o NAND 3D e requer várias camadas de litografia; portanto, os custos podem aumentar proporcionalmente à medida que você adiciona camadas após um certo ponto. Mas ele disse que provavelmente era econômico criar chips de 4 ou 8 camadas, e Crooke brincou que, em três anos, ele estará dizendo 16 camadas. Ele também disse que era tecnicamente possível criar células de vários níveis - como os MLCs usados no flash NAND -, mas demorou muito tempo para fazer isso com o NAND e provavelmente não acontecerá em breve por causa das margens de fabricação.
Em geral, Fazio disse que poderíamos esperar que a capacidade de memória aumentasse em uma cadência semelhante à NAND, dobrando a cada dois anos, aproximando-se das melhorias no estilo da Lei de Moore.
Em 2016, a Intel venderá SSDs Optane fabricados com a nova tecnologia nos formatos padrão de 2, 5 polegadas (U.2) e móveis M.2 (22mm por 30 mm), disse Crooke. Isso seria útil em aplicativos como a habilitação de jogos imersivos em grandes mundos abertos, que exigem grandes conjuntos de dados.
Enquanto a demonstração inicial mostrava uma melhoria de cinco a sete vezes em uma caixa de armazenamento padrão, Fazio disse que isso era limitado pelas outras coisas em torno desse barramento de armazenamento. Ele disse que você pode "liberar" o potencial retirando-o do barramento de armazenamento e colocando-o diretamente em um barramento de memória, e é por isso que a Intel planeja também lançar no próximo ano uma versão usando o padrão NVMe (não-volátil) do PCIe. Muitos fornecedores agora estão oferecendo flash NAND pelo barramento PCI e disseram que o desempenho do XPoint seria significativamente melhor lá.
Outro uso pode ser usar essa memória diretamente como memória do sistema. Usando o processador Xeon de última geração - ainda não anunciado, mas mencionado em várias sessões -, você poderá usar o XPoint diretamente como memória, permitindo quatro vezes a memória máxima atual da DRAM a um custo menor. O 3D XPoint é um pouco mais lento que o DRAM, mas eles disseram que a latência é medida em nanossegundos de dois dígitos, o que é bem próximo do DRAM e centenas de vezes mais rápido que o NAND. (Observe que as velocidades de leitura NAND são muito mais rápidas que as velocidades de gravação e que o NAND endereça a memória nas páginas, enquanto a DRAM e o XPoint endereçam a memória em um nível de bit individual.)
A Intel também oferecerá a memória em slots DIMM compatíveis com DDR4 no próximo ano, disse Crooke, enquanto um diagrama indica que ela será usada em conjunto com a DRAM, com a memória tradicional atuando como um cache de write-back. Eles disseram que isso pode funcionar sem alterações no sistema operacional ou no aplicativo.
Crooke falou sobre o uso potencial dessa memória em aplicativos como serviços financeiros, detecção de fraudes, publicidade on-line e pesquisas científicas como genômica computacional - pois é particularmente bom para lidar com grandes conjuntos de dados, oferecendo acesso rápido a dados aleatórios. Mas ele disse que também seria ótimo para jogos imersivos e ininterruptos.
Ainda existem muitas perguntas em aberto, pois o produto não foi entregue, portanto ainda não sabemos os preços, especificações ou modelos específicos. Ele deixou claro que a Intel pretende vender a memória apenas como parte de módulos específicos, não como componentes de memória bruta. (A Micron, que também venderá produtos com base no material, ainda não fez nenhum anúncio sobre produtos específicos.)
Supondo que o preço seja razoável e que a tecnologia continue avançando, posso ver um grande uso de uma tecnologia que se encaixa entre DRAM e NAND. É altamente improvável que você substitua - a DRAM deve permanecer mais rápida e o 3D NAND provavelmente permanecerá mais barato por algum tempo - mas pode se tornar uma parte muito importante da arquitetura de sistemas daqui para frente.
