3D XPoint – първата стъпка към нова компютърна революция?

zdnet-intel-micron-3d-xpoint-memory-1

Тези дни светът е Windows 10. Но покрай шума около официалния дебют на новата операционна система вероятно сте препуснали анонса на една технология, която има потенциала да промени драматично света на персоналните компютри. Става дума за 3D XPoint – съвместна разработка на Intel и Micron, която по принцип представлява нов вид памет, но памет, чийто принцип на действие обещава да преобърне представите ни за РС.

КЪДЕ ДНЕС ЖИВЕЯТ ВАШИТЕ ДАННИ?

 

url
Горе-долу откак съществува концепцията за „компютърна система“, каквато всички познаваме, тя включва, общо взето, два вида памет. Едната е така наречената оперативна памет (или RAM) – светкавично бърза, но сравнително ограничена като обем и което е по-неприятното – енергозависима. С други думи информацията, записана в нея, се „изпарява“ в момента, в който прекъснете захранването й. Другата е локалната памет, която в наши дни идва в два различни вида: под формата на класически, магнитни дискове (HDD) или изградени от бързи, флаш чипове устройства (SSD). И в двата случая тя е по-бавна от оперативната памет, но е доста по-евтина и енергонезависима, т.е. запазва записаната информация дори и при липса на захранване.
Тъй като RAM паметта е със сравнително малък капацитет спрямо HDD или SSD, тя се използва само когато е необходима, т.е. данните се зареждат в нея непосредствено преди използването им. През останалото време информацията остава повече или по-малко инертна, записана върху магнитните плочи или NAND флаш чиповете на локалния твърд диск / SSD.
3D XPoint обаче има потенциала да промени този дуалистичен канон по революционен начин. Това, което предлагат Intel и Micron с нея, е памет, в която цялата ви необходима информация е непрекъснато заредена. Иначе казано – компютър, с който никога повече няма да чакате игра или приложение да се зареди.
ИНФОРМАЦИЯ ДО ПОИСКВАНЕ

 

3dxpoint1
Чисто техническите аспекти на 3D XPoint за момента са относително оскъдни. Все пак говорим за иновация в доста ранен стадий на разработка, въпреки че в рамките на съвместната си презентация Intel и Micron показаха и готови инженерни семпли.
По същество 3D XPoint (както подсказва името й) представлява нова технология за конструиране на многослойни, триизмерни чипове памет, резултат от 20-нанометров производствен процес. Отново подчертаваме, че тук не става дума за нов метод за създаване на RAM или NAND флаш, a за нещо съвършено различно.

 

Capture3D-XPoint
Идеята на 3D XPoint е един ден тя да замени изцяло и оперативната и локалната памет във вида, в който ги познаваме днес. Предпоставките за това са налице: според Intel и Micron техният нов вид памет е 1000 пъти по-бърза от всяко съвременно SSD (в това число и ултра високопроизводителните NVMe устройства) и 10 пъти по-плътна от използваните в момента DRAM чипове.
Нещо повече (и това е изключително важно) 3D XPoint паметта е енергонезависима, т.е. не се нуждае от захранване, за да запазва записаната в нея информация!
Това означава, че едно бъдещо компютърно устройство, екипирано с да речем 1 терабайт 3D XPoint памет, няма да се нуждае нито от RAM, нито от локален твърд диск, бил той магнитен (HDD) или SSD. Цялата информация, с която борави потребителят на един подобен компютър, всички данни и програми, ще бъдат непрекъснато заредени в неговата памет и винаги достъпни без никакво забавяне за зареждане/четене.

 
КОМПЮТРИ НА БЪДЕЩЕТО

 

128Gbit-3D-XPoint-Wafer
Както споменахме, на този етап Intel и Micron са доста пестеливи по отношение на техническите детайли за новата си технология, но от малкото съобщени официални цифри могат да се направят няколко интересни извода.
Двете компании например твърдят, че 3D XPoint ще може да предложи десетократно повишение в скоростта на трансфер спрямо актуалните в момента SSD от висок клас. Най-бързите подобни продукти са така наречените NVMe базирани устройства (като например Серия 750 на Intel). Пиковата скорост, която предлагат те, е около 2.5 GB/s. Една проста сметка показва, че в такъв случай бързодействието на един 3D XPoint масив би трябвало да е около 20-25 GBps. За сравнение типична РС конфигурация, използваща процесор Haswell или Broadwell в комбинация с двуканална DDR3 памет, предлага скорости на трансфер от около 17 GB/s. На пазара обаче има и доста компютърни устройства от по-нисък клас, които работят относително добре при нива от порядъка на 9 GB/s или по-малко.
Разбира се, има и РС системи от висок и най-висок клас, предлагащи 55 GB/s и повече. Скоростите на вътрешен трансфер между графичен процесор и памет в модерните видео адаптери пък са далеч над този предел – говорим за стойности от порядъка на 100 до 300 GB/s.
ОБЕЩАВАЩО НА ТЕОРИЯ

 

small_3D-XPoint-Perf-And-Density
Едно е безспорно – на този етап 3D XPoint изглежда като сериозна заявка за революция в компютърния свят. А той категорично има нужда от подобен мощен тласък напред – особено изправен пред реалностите на прогресивно изчерпващия се потенциал на Закона на Мур и настоящите микропроцесорни технологии.
Разбира се, преди смелите идеи, които стоят зад 3D Xpoint, да се осъществят на практика, пред тази интересна нова технология стоят доста препятствия. На първо място преходът към един подобен тип памет би изисквал тотална промяна във възприетите през последните 50-70 години постулати за компютърна архитектура. Днешните изчислителни машини просто не са проектирани да използват терабайти памет с универсално предназначение, работещи със скорости, близки до тази на RAM чиповете.
По същия начин стои въпросът и с масовите операционни системи, които са организирани спрямо дуалистичния модел „оперативна – локална памет“.

 

3dxpoint-slide
Така че първоначално бъдещите 3D XPoint устройства ще трябва да се вместят в сега съществуващата картина – първите продукти, базирани на новата памет, вероятно ще са разновидност на добре познатите ни M.2 или NVMe (PCIe) карти.
Те обаче едва ли ще са крайната цел на Intel и Micron, за които по всичко личи 3D XPoint е една от първите стъпки в една бъдеща глобална РС революция, която завинаги ще промени начина, по който възприемаме и боравим с компютрите.

Author: Драгомир Дончев

Share This Post On

Submit a Comment

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *