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【闪存知识】3D XPoint是什么?

来自(http://www.dramx.com/) 2015-08-01  微信号: dramexchange

7月29日美光与英特尔共同发表全新(NON-V)非挥发性内存芯片3D XPoint消息在近日占据了各大IT头条。其原因在于,3D XPoint是25年来引入市场的首个全新主流存储芯片技术,可同时取代DRAM与NAND在运算端的需求,不仅有高于DRAM 10倍的密度,更有比NAND Flash快千倍的速度。那3D XPoint究竟是什么?

全新架构

名字里有个“3D”,还是来源于Micron,3D XPoint率先带给人们的印象就是Micron自己3D SSD技术的升级版。不过,Micron CEO Mark Durcan说的清楚,这与现有SSD 的3D技术完全没有关系,是全新的架构。这或许意味着,即使你熟悉现在的3D SSD,或是AMD与Hynix联合开发的HBM,对于 3D XPoint未必能够理解。都是堆叠(packed),3D XPoint是全新的玩法,是独立在DRAM与NAND以外的全新“Non-Volatile Memory Form Factor”,交叉点阵列结构。

非晶体管存储

如今SSD已经发展的很是成熟,稳定性、寿命、容量等都比此前有了极大的改善。当人们已经越发熟练掌握电子存储并希望借助于此改革数据中心的时候,3D XPoint告诉大家自己不需要晶体管,而是储存在架构中字组线(word line)与位线(bit line)的交叉点上,系统因此得以单独存取每个储存单元,当系统能以小单位读取与写入数据,读写程序将变得更快,内存储存单元配置共 1,280 亿个,且为可堆栈,目前初步技术堆栈至两层、每个晶粒能储存 128Gb,未来将持续发展更高层的堆栈技术增加储存容量。

密度与颗粒度兼得

为了存储更多数据,NAND选择牺牲基于单个bit读取的需要,但为了保障数据可靠性还加上了ECC校验。如今,3D XPoint既可以实现单个die存储128Gb的容量,还可以实现每个Cell的单个bit的读取,因为可以给每个Cell提供不同的电压。更令人惊奇的是,3D XPoint用的是传统印刷电路方式。看来,3D XPoint解决了NAND 闪存在密度与更细颗粒度不可兼得的烦恼。

PCIe不够用

想当初NAND闪存初期之时,其与主机连接的传输速度大于自身传输速度,为此NAND开启burst和Page模式。之后,随着SSD在容量、速度上的改善,PCIe与主机连接成了优先选项。如今,3D XPoint告诉大家PCIe不够用了,当前3D XPoint采用的PCIe方案只是临时选项。这就意味着,下一步不但Intel要拿出比PCIe 3.0更牛的方案出来,主板厂商们也要进步了。

未来更广的运用

3D Xpoint基本上大幅降低了处理器与数据之间的延迟,预估未来也将有更多崭新的运用,拓展出机器学习、实时追踪疾病以及超拟真 8K 游戏等发展。英特尔表示,3D Xpoint将于2015年稍晚送样给特定客户,而英特尔与美光目前已开始着手开发包含3D Xpoint 技术的相关产品。全球内存存储研究机构DRAMeXchange 预估,初期3D Xpoint该将先出现于高阶的服务器与商业应用端。

 

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