究竟能有多大能耐?Intel新3D Xpoint詳解

2015-08-20 16:33 出處:PConline原創 作者:剎那 責任編輯:ligeng

  【PConline 資訊】對於普通消費者來說,目前最影響整機性能的環節自然要算存儲了,雖然目前SSD已經進入了最高速的普及期,但是Intel已經開始展望未來了!在本次IDF2015上,Intel公佈了關於最新的存儲技術3D Xpoint的部分技術細節,下面就等小編為你一一道來!

究竟能有多大能耐?Intel新3D Xpoint詳

  可以說3D Xpoint的重中之重就在於其全新的存儲結構,可以說是相對於之前的HDD的磁性記憶和SSD的NAND閃存都有非常大的不同!

究竟能有多大能耐?Intel新3D Xpoint詳

  現場給出的部分初期技術數據,速度方便比NAND快1000倍、耐久度比NAND高1000倍,還有就是相對於記憶體所用的DRAM將會擁有10的的存儲密度提升,所以整體來看可以說是一種結合了NAND和DRAM的部分優點的產品!

究竟能有多大能耐?Intel新3D Xpoint詳

究竟能有多大能耐?Intel新3D Xpoint詳

究竟能有多大能耐?Intel新3D Xpoint詳

  現場還展示了初期產品的實際表現,其實就是IOPs成績的對比,用的產品分別是全新的3D Xpoint和Intel自家的P3700,後者可以說是搭載NAND閃存SSD中的佼佼者。但即便這樣在兩個成績測試中3D Xpoint還是拉開了很大的差距。

  兩個成績分別對應的是數據佇列為8和1情況下的4K讀取IOPs,8線程情況下的差距大概在5.44倍,單線程下這個差距進一步拉大到7.25倍,可以看出全新的3D Xpoint其實最主要的優勢就在於單線程數據的讀寫更加快!(因為單個讀寫時間短,所以整體的IOPs高)

究竟能有多大能耐?Intel新3D Xpoint詳

  現場也給出了3D Xpoint的結構模型,第一眼我們能夠確定的就是3D Xpoint從一開始就是一種3D設計的存儲體結構!這樣做的結果只有一個,存儲密度會以幾何倍數提高,而且在後期發展中只需要透過增加3D結構的層數即可實現性能參數的進一步提升!

  上圖中的每一個黃色+綠色的長條就是一個記憶單元,而藍色的就是導線了,而且上下兩層導線之間還構成交叉的結構,這也是為什麼會叫做Xpoint。記憶單元本身也不是看上去那麼簡單,因為傳統的NAND和DRAM的資訊實際保存都是透過電壓大小來實現的(DRAM掉電之後還會自動抹除內容),而3D Xpoint採用的方式已經轉變了為電阻,而記憶單元的讀寫則是透過電壓的改變來實現電阻大小的改變,所以可以說3D Xpoint之前發展的最大攔路虎就是記憶體的材料本身。

傳統的NAND的物理結構
傳統的NAND的物理結構

  因為材料本身的特性,導致整個記憶體的結構非常簡單,剩下的就是交叉佈置的導線結構,這種結構保證了每一個記憶體都能透過兩條導線進行定位,而不用管這兩條導線上究竟有多少個記憶體,與傳統的NAND記憶體複雜的結構相比,3D Xpoint簡單了不止一點點。

  簡單帶來的也不僅僅是單位體積內的容量增加那麼簡單,而且對於性能也會有所提升,因為整個讀寫的動作過程非常簡單,使得只需要解決好特定數據查找的問題(確定究竟是哪兩條導線),那麼整個過程將無限接近於材料自身改變的時間+控制單元反應時間。

  除了現場展示之外,小編還參與了現場的技術采訪,來自Intel的發言人給出了以下幾點關鍵資訊:

  1、目前實際產品仍處於實驗當中,最終的性能規格需要等到產品落實之後才能完全確定。
  2、最終的產品將會擁有不同的形態,M.2和U.2接口是最有可能的。
  3、很可能不會採用全新的硬體I/O接口,低端產品很可能依舊採用PCIE通道,高端產品可能直接借用記憶體的DIMM插槽。
  4、第一批產品制程為20nm,3D結構上的記憶體只有2層。
  5、在Intel看來,3D Xpoint才是固態硬碟的最終形態。

  其中第三點非常值得關注,因為從目前的部分數據來看,5-7倍於頂級NAND SSD的速度早已經超過了最新的PCI-E 3.0 X4的整體帶寬大小,PCI-E通道是否會成為性能的瓶頸需要時間來驗證。而如果採用DIMM接口的話,性能發揮應該不是大問題,但是這是否意味著它會徹底取代DRAM記憶體而成為與CPU直連的統一記憶體呢?

  總結:由於目前3D Xpoint技術其實也是剛剛發佈,而且具體的技術細節在這次IDF上並沒有過多提供,而實際產品最快也要明年才會出現,究竟能夠為存儲技術帶來多大的改變只能透過時間來驗證!

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