Компании Intel и Micron Technology совместно разработали новую архитектуру памяти, которая, по словам их представителей, позволит процессорам быстрее получать доступ к большим хранилищам данных, что совершенно необходимо в свете таких тенденций, как распространение подключенных к Интернету устройств, облачные вычисления и аналитика.

В 2016 г. Intel и Micron начнут поставки микросхем памяти 3D XPoint, которые сохраняют информацию при отключении питания, в 1 тыс. раз быстрее микросхем NAND и имеют в 10 раз более высокую плотность размещения элементов, чем выпускаемые сейчас микросхемы памяти.

28 июля на пресс-конференции для аналитиков и журналистов руководители корпораций представили технологию 3D XPoint (произносится cross point), назвав ее первой новой архитектурой памяти после появления флеш-памяти типа NAND в 1989 г. Новые микросхемы памяти (к их производству приступило совместное предприятие в шт. Юта, а доступны они станут в 2016 г.) будут иметь в тысячу раз более высокую производительность и в десять раз более плотное размещение элементов, чем обычная память.

Как и некоторые другие технологии памяти, 3D XPoint является энергонезависимой. Это означает, что данные могут сохраняться даже после отключения питания, фактически в режиме долговременного хранения. Это позволит создавать устройства и приложения, которые смогут использовать преимущества в производительности, плотности размещения элементов и цене новой памяти, сказал генеральный директор Micron Марк Дёркен.

По его словам, другие производители много лет рассуждают о создании новой технологии памяти, отвечающей нынешним требованиям, а Micron и Intel первыми начали ее выпуск и будут первыми, кто выведет ее на рынок. «Это реальная технология, — сказал он на пресс-конференции. — Это не подготовленная с помощью PowerPoint презентация».

Ранее в этом году Intel и Micron представили микросхемы 3D NAND. Они сотрудничают в разработке памяти последние 10 лет, на протяжении которых инженеры обеих корпораций говорили о необходимости новых технологий хранения и оперативной памяти. Над 3D XPoint они работали с 2012 г.

По словам старшего вице-президента и главного менеджера подразделения Intel Non-Volatile Memory Solutions Group Роба Крука, при разработке новой технологии пришлось столкнуться с рядом трудностей, и не было гарантии, что их удастся преодолеть. Инженеры обеих корпораций настойчиво трудились, хотя знали обо всех препятствиях. «Одно дело заняться проблемой и решить ее, — сказал Крук. — И совсем другое дело заниматься проблемой долгое время, не будучи уверен, что она поддается решению».

Главная трудность состояла в том, чтобы найти способ сократить время, необходимое процессору для доступа к данным. Этот фактор приобретает растущее значение в эпоху анализа больших данных. Руководители корпораций отметили, что объем создаваемого цифрового контента вырастет с 4,4 Зб в 2013 г. до 44 Зб в 2020 г. благодаря облачным вычислениям и быстрому росту количества подключенных устройств, составляющих Интернет вещей. Cisco Systems ожидает, что число подключенных устройств в мире увеличится с 25 млрд. в прошлом году до более чем 50 млрд. в 2020 г.

Компании все чаще требуют, чтобы им обеспечили возможность взять этот огромный массив данных, проанализировать его и превратить данные в полезную информацию в режиме близком к реальному времени. Технология 3D XPoint с ее повышенной производительностью, скоростью и плотностью, а также способностью переместить данные ближе к процессору, сможет делать это в течение наносекунд, утверждают представители производителей. Она будет полезна в самых различных областях, заявил Дёркен, от высокопроизводительных вычислений до распознавания образов с высокой точностью и исследования геномов. Игры станут совершеннее благодаря более быстрой загрузке данных, считают представители корпораций.

Инженеры Intel и Micron создали трехмерную архитектуру, в которой используются не транзисторы, а переключатели. Руководители этих компаний, продемонстрировавшие подложку с микросхемой 3D XPoint, сравнили ее с проволочной сеткой, где на пересечении проволок установлены быстрые переключатели. Об использованных материалах они говорить отказались.

Крук из Intel заявил, что новая технология удовлетворяет те требования, которые не способны удовлетворить другие архитектуры памяти. Обычно они обладают двумя из трех атрибутов (скорость, плотность размещения и энергонезависимость), необходимых для решения нынешних и будущих задач. Технология XPoint объединяет все три. «Вам необходимы плотность размещения, скорость и независимость от электропитания, чтобы закрыть эту брешь в вычислениях», — добавил он.

Главный аналитик фирмы The Enderle Group Роб Эндерле заявил, что новая технология «создает фундамент для мощного наращивания общей системной производительности наподобие того, что мы получили, когда перешли от магнитных дисков к флеш-памяти».

«Это очень важно, — сказал Эндерле, отвечая на вопросы eWeek по электронной почте. — Это обещает производительность на уровне DRAM при всех преимуществах, которые у нас обычно ассоциируются с флеш-памятью. Эта разработка станет основой систем, которые значительно превосходят по производительности все, что имеется сейчас на рынке. Гораздо более быстрый анализ при меньших затратах, намного улучшенный перевод в реальном времени, значительно более интеллектуальные системы. Есть приложения, которые создаются для карманных устройств, а затем переносятся на большие системы. Это может сделать ненужной технологию HP Memristor даже еще до ее выхода на рынок».

Инженеры Hewlett-Packard на протяжении многих лет работают над технологией памяти Memristor. Мемристоры — это, в сущности, не нуждающиеся в электропитании микросхемы, которые могут использоваться в качестве элементов долговременного хранения и оперативной памяти компьютеров. Это технология быстрой памяти, позволяющая также сохранять данные после отключения питания. На теоретическом уровне идея мемристоров существует уже несколько десятков лет. Но только в конце минувшего десятилетия исследователи показали, что такие микросхемы могут быть созданы.

Ожидается, что мемристоры станут одной из технологий наряду с кремниевой фотоникой и заказными процессорами, которые составят основу новой серверной архитектуры под названием The Machine, над которой работает HP. От выпуска этих новых систем корпорацию отделяют пять лет, но она готовится представить в 2016 г. одностоечный прототип системы. Правда, инженеры HP еще не решили все проблемы, связанные с разработкой мемристоров. Поэтому в прототипе будут использованы традиционные микросхемы DRAM.