Intel a Micron přicházejí s novým typem paměti

Exploze digitálních služeb a zařízení připojených k internetu vytváří masivní objemy dat. Mají-li však být data užitečná, je třeba je rychle ukládat a analyzovat. Pro poskytovatele služeb a tvůrce systémů, kteří jsou nuceni při navrhování paměťových a úložných řešení hledat příznivý poměr mezi náklady, spotřebou a výkonem, to bývá složitý úkol. Právě technologie 3D XPoint v sobě slučuje výkon, hustotu zápisu, nevolatilitu a cenové výhody všech paměťových technologií, které jsou dnes na trhu. Zároveň je však tato technologie až tisíckrát rychlejší a má tisíckrát vyšší odolnost než NAND a desetkrát vyšší hustotu zápisu než běžná paměť.

Technologie 3D XPoint je výsledkem desetiletého výzkumu a vývoje. Jde o technologii navrženou tak, aby uspokojila poptávku po nevolatilní, výkonné, odolné a vysokokapacitní paměti za dostupnou cenu. Jde přitom o novou třídu nevolatilní paměti, jež snižuje latence a umožňuje uložení podstatně vyšších datových objemů v blízkosti procesoru.

Inovativní architektura křížových bodů bez tranzistorů vytváří trojrozměrnou šachovnici, na níž jsou paměťové buňky situovány do průsečíku řádků, což umožňuje individuální přístup k jednotlivým buňkám. V důsledku toho lze data zapisovat i číst v malých objemech, což vede k rychlejšímu a efektivnějšímu procesu zápisu a čtení.

„Po desetiletí počítačové odvětví hledalo způsoby, jak snížit časovou prodlevu mezi procesorem a daty a dosáhnout tak podstatně rychlejší analýzy,“ řekl Rob Crooke, viceprezident a generální ředitel divize nevolatilních pamětí společnosti Intel. „S novou třídou nevolatilních pamětí se tohoto cíle podařilo dosáhnout, což v oblasti paměťových a úložných řešení znamená skutečnou revoluci.”

„Jednou z nejvýznamnějších překážek v moderní výpočetní technice je doba, kterou trvá cesta mezi procesorem a daty v permanentním úložišti,“ řekl prezident společnosti Micron Mark Adams a hned dodal: „Novinka umožňuje rychlý přístup k obrovským datovým sadám, čímž přináší zcela nová uplatnění.“

Digitální svět prudce roste – od 4,4 zettabytů digitálních dat vytvořených v roce 2013 po očekávaných 44 zettabytů v roce 2020 – a technologie 3D XPoint je může proměnit v užitečné informace během nanosekund. Například prodejci mohou využívat technologii 3D XPoint k rychlejší identifikaci podvodů ve finančních transakcích; vědci např. ve zdravotnictví mohou rychleji zpracovávat a analyzovat větší datové celky v reálném čase, což urychlí složité úkoly jako genová analýza nebo sledování chorob.

Rychlost nových pamětí může také usnadnit práci s osobním počítačem tím, že uživatelům umožní využívat rychlejší sociální sítě, lepší možnosti spolupráce i zážitky z hraní počítačových her. Nevolatilní charakter činí z pamětí též volbu vhodnou pro řadu aplikací s nízkou latencí, neboť při vypnutí zařízení nedochází k vymazání dat. 

Další detaily technologie 3D XPoint:

• Křížová struktura relé – vertikální vodiče spojují 128 miliard hustě poskládaných paměťových buněk. Každá paměťová buňka uchovává jednu část dat. Tato kompaktní struktura má za výsledek vysoký výkon a hustotu.
• Vrstvení – vedle úzké struktury relé jsou paměťové buňky vrstveny v několika vrstvách. Původní technologie ukládá 128 GB na čip ve dvou vrstvách. Budoucí generace mohou zvýšit počet paměťových vrstev nad tradiční litografické škálování a tím dál zlepšit systémové funkce.
• Selektor – přístup a následné čtení a zápis k paměťovým buňkám probíhá podle proměnlivého napětí odeslaného na každý selektor. Díky tomu není potřeba tranzistorů, zvyšuje se kapacita a snižují náklady.
• Rychle přepínané buňky – díky malé velikosti buněk, rychle přepínaným selektorům, nízkolatenčnímu křížovému relé a rychlému algoritmu zápisu dokáže buňka přepínat stavy rychleji, než kterákoli jiná dnešní technologie nevolatilní paměti.

Technologie 3D XPoint bude ještě letos testována u vybraných zákazníků, přičemž společnosti Intel a Micron už vyvíjejí konkrétní produkty, které jsou na této technologii postavené.