英特爾3D XPoint技術 內存讀寫快千倍

2023-07-02 11:27:26 1

    加利福尼亞州聖克拉拉和愛達荷州博伊西，2015年7月28日——英特爾公司和美光科技有限公司今天推出了一種名為3D XPoint?的非易失性存儲器技術，該技術有潛力對那些得益於快速訪問大量數據的任何設備、應用或服務實現革新。現已投入生產的3D XPoint技術是存儲器製程技術的一項重大突破，也是自1989 年NAND快閃記憶體推出至今的首款基於全新技術的非易失性存儲器。

    互聯設備和數字服務的爆炸式增長產生了大量的新數據。為了讓這些數據變得更有價值，必須對這些數據進行非常快速地存儲和分析，而這也為設計內存和存儲解決方案時必須權衡成本、功耗和性能的服務提供商和系統製造商帶來了挑戰。3D XPoint技術集當今市場中所有存儲器技術在性能、密度、功耗、非易失性和成本方面的優勢於一體。與NAND相比，這項技術在速度及耐用性方面均實現了最高可達1000倍的提升3。此外，相比傳統存儲器，該存儲器技術的存儲密度也提升高達10倍。

    「數十年來，業界一直在尋找各種方法來降低處理器和數據之間的延遲，以加快分析速度，」英特爾公司資深副總裁兼非易失性存儲器（NVM）解決方案事業部總經理Rob Crooke表示：「這種新型的非易失性存儲器將實現這一目標，並為內存和存儲解決方案帶來顛覆性的性能。」

    「處理器訪問長期存儲的數據所需的時間成為現代計算中最顯著的障礙之一，」美光科技有限公司總裁 Mark Adams 表示：「作為一種革命性技術，這種新型的非易失性存儲器能夠支持海量數據集的快速訪問並實現全新的應用。」

    數字世界的成長速度十分驚人。預計到2020年，數位化的數據將由2013 年的4.4 ZB增長至44 ZB4 。3D XPoint技術可在幾納秒內將這些海量數據轉變為有價值的信息。例如，零售商可以使用3D XPoint技術更快地識別出金融交易中的欺詐檢測模式；醫療研究人員能夠實時處理和分析更大的數據集，從而加快基因分析和疾病跟蹤等複雜任務。

    3D XPoint技術的性能優勢還可以改善個人計算的體驗，讓消費者享受到更快速的社交媒體互動和協作，並獲得更逼真的遊戲體驗。由於這一技術具備非易失性，可使應用這一技術的設備在斷電時數據不會丟失。因此，該技術也成為各種低延遲存儲應用的理想之選。

新方案，面向突破性存儲技術的架構

    3D XPoint技術誕生於十多年間的研究與開發。該技術能夠以較低成本滿足用戶在非易失性、高性能、高耐用性和高容量方面對存儲與內存的需求。它開創了一種可顯著降低延遲的新型非易失性存儲器，使得在靠近處理器的位置存儲更多數據成為可能，並以此前的非易失性存儲無法達到的速度來訪問更多數據。

    基於更少電晶體數量構建的創新型交叉點架構建立了一個存儲單元位於字線和位線交叉點的「三維棋盤」，以支持對單個存儲單元的獨立訪問。基於這個架構的存儲器，數據可以作為更小的片段進行寫入和讀取，從而實現更快速、更高效的讀取/寫入操作。

關於 3D XPoint技術的更多詳細信息包括：
    ? 交叉點陣列結構——垂直導線連接著 1280 億個密集排列的存儲單元。每個存儲單元存儲一位數據。藉助這種緊湊的結構可獲得高性能和高密度位。
    ? 可堆疊——除了緊湊的交叉點陣列結構之外，存儲單元還被堆疊到多個層中。目前，現有的技術可使集成兩個存儲層的單個晶片存儲128Gb數據。未來，通過改進光刻技術、增加存儲層的數量，系統容量能夠獲得進一步提高。
    ? 選擇器——存儲單元通過改變發送至每個選擇器的電壓實現訪問和寫入或讀取。這不僅消除了對電晶體的需求，也在提高存儲容量的同時降低了成本。
    ? 快速切換單元——憑藉小尺寸存儲單元、快速切換選擇器、低延遲交叉點陣列和快速寫入算法，存儲單元能夠以高於目前所有非易失性存儲技術的速度切換其狀態。

    3D XPoint技術將於今年晚些時候給選定的用戶提供樣品，而英特爾與美光也正在各自開發基於這一技術的產品。■