3D XPoint – перший крок до нової комп’ютерної революції?

На минулому тижні, коли весь світ зустрічав Windows 10, в шумі офіційного дебюту нової операційної системи загубився анонс однієї технології, яка має потенціал різко змінити світ персональних комп’ютерів. Йдеться про 3D XPoint – спільна розробка Intel і Micron, яка представляє собою новий тип пам’яті, яка обіцяє перевернути наше уявлення про PC.

Де ваші дані живуть сьогодні?

Як правило, комп’ютерна система включає в себе два види пам’яті. Один з них називається оперативний пристрій (ОЗУ або RAM) – блискавична, але порівняно обмежена за обсягом пам’ять і, що більш неприємно, енергозалежна. Іншими словами, інформація, що зберігається в ній «випаровується» в момент відключення живлення.

Іншим видом пам’яті є локальна, яка в наші дні доступна в двох різновидах: класичні магнітні диски (HDD) і накопичувачі, побудовані з швидких чіпів флеш-пам’яті (SSD). Обидва види поступаються за швидкістю оперативної пам’яті, але є незалежними, тобто зберігають всю записану на них інформацію навіть при відсутності живлення.

Оперативна пам’ять використовується тільки в разі потреби, тобто дані завантажуються в неї безпосередньо перед їх використанням. Весь інший час інформація залишається більш-менш інертною, записаної на магнітні пластини жорсткого диска або NAND флеш-чіпи пам’яті SSD.

3D XPoint, однак, має потенціал змінити цей дуалістичний канон революційним способом. Щоб отримати чітке уявлення про те, в чому полягає революційність цієї технології, просто уявіть собі, що в один прекрасний день комп’ютери перестануть потребувати окремої оперативної пам’яті, жорстких або твердотільних дисках, і всі дані будуть записуватися на один незалежний масив. Інакше кажучи – комп’ютер, з яким ви ніколи не будете чекати, поки гра або додаток завантажиться.

комп’ютер майбутнього

Чисто технічні аспекти 3D XPoint в даний час відносно мізерні. Як-не-як, мова йде про інновації в досить ранній стадії розвитку, хоча на спільній презентації Intel і Micron показали готові інженерні зразки.

По суті 3D XPoint (як підказує назва) є новою технологією побудови багатошарових тривимірних чіпів пам’яті на основі 20-нм виробничого процесу. Однак це не новий метод створення RAM або NAND Flash, а щось зовсім інше.

Ідея 3D XPoint полягає в тому, що в один день цілком замінити оперативну і локальну пам’ять в тому вигляді, в якому ми їх знаємо сьогодні. Передумови для цього на обличчя: згідно Intel і Micron, їх новий вид пам’яті в 1000 разів швидше будь-якого сучасного SSD, у стільки ж разів більше стійка до зносу (в тому числі високопродуктивних пристроїв NVMe) і в 10 разів щільніше використовуваних в даний час чіпів DRAM .

Крім того (і це дуже важливо), 3D XPoint є енергонезалежною пам’яттю, тобто не потребує харчуванні для збереження записаної в ній інформації. Це означає, що в майбутньому комп’ютери, оснащені скажімо, пам’яттю 3D XPoint на 1 Тб, не потребуватимуть ні в RAM, ні в локальному диску, будь то магнітному (HDD) або твердотільному (SSD). Вся інформація, яка обробляється користувачем на подібному комп’ютері, всі дані і програми будуть постійно завантажені в пам’ять і будуть завжди доступні без будь-яких затримок.

Як уже згадувалося, на даному етапі Intel і Micron небагатослівні з точки зору технічних подробиць нової технології, але ті офіційні цифри, які були повідомлені, дозволяють зробити цікаві висновки.

Обидві компанії стверджують, що 3D XPoint забезпечить десятикратне збільшення швидкості передачі в порівнянні з актуальними в даний момент SSD високого класу. Найшвидшими подібними продуктами зараз є так звані NVMe-пристрої (наприклад, Серія 750 від Intel), які досягають пікової швидкості приблизно 2.5 GB / s. Простий розрахунок показує, що швидкодія масиву 3D XPoint складе приблизно 20-25 GB / s. Для порівняння, типова конфігурація на базі процесора Haswell або Broadwell в поєднанні з двоканальної пам’яттю DDR3 забезпечує швидкість передачі даних близько 17 GB / s. На ринку, проте, є безліч обчислювальних пристроїв і нижчого класу, які працюють відносно добре на рівні близько 9 GB / s або менше. Звичайно, існують і системи, що забезпечують 55 GB / s і більш. А швидкості передачі даних між графічним процесором і пам’яттю в сучасних відеоадаптерах набагато перевищують цю межу – ми говоримо про значення в діапазоні від 100 до 300 GB / s.

Перспективна в теорії

Одне незаперечно – на цьому етапі технологія 3D XPoint виглядає як серйозна заявка на революцію в комп’ютерному світі. А він, безумовно, потребує подібного потужному імпульсі – особливо стикаючись з реаліями, що поступово зменшується потенціалу Закону Мура і поточних мікропроцесорних технологій.

Однак перед сміливими ідеями, які лежать в основі 3D XPoint, стоять перешкоди, що заважають реалізувати цю технологію на практиці.

По-перше, перехід до подібного типу пам’яті зажадає повного зміни прийнятих постулатів комп’ютерної архітектури. Сучасні комп’ютери просто не призначені для використання терабайт пам’яті універсального призначення, працьовитою на швидкостях, близьких до таких у RAM-чіпів.

Точно також стоїть питання і з операційними системами, які організовані в дуалістичної моделі «оперативно-локальна пам’ять».

Так що спочатку майбутні 3D XPoint пристрої повинні будуть вписуватися в поточну картину – перші продукти на основі нової пам’яті, ймовірно, будуть різновидом добре відомих M.2 NVMe (PCIe).

Проте, вони навряд чи будуть кінцевою метою Intel і Micron, для яких 3D XPoint є одним з перших кроків у майбутнє глобальної РС революції, яка назавжди змінить те, як ми сприймаємо і маємо справу з комп’ютерами.

Ссылка на основную публикацию