3D XPoint: forradalmi fejlesztés vagy sem?
Még mindig nem tudni, hogy pontosan milyen technológia megoldás húzódik az Intel és a Micron közös fejlesztésű 3D XPoint memóriája mögött. Bár a PRAM-mal számos párhuzam mutatkozik, a fejlesztők valószínűleg valamilyen egyedi megoldással érhettek el áttörést.
Továbbra is sűrű köd lebeg az Intel és a Micron tavaly bejelentett forradalmi technológiája, a 3D XPoint (Intel brand szerint Optane) körül. A fejlesztést közösen végző két vállalat továbbra is határozottan tagadja, hogy az évek óta húzódó PCM (Phase-Change Memory) technológia alkalmazásáról lenne szó, ugyanakkor ennél konkrétabb, illetve egyértelműbb leírást egyik fél sem nyújtott eddig. Valóban áttörést ért el az Intel és a Micron, vagy csupán egy már régóta ismert technológiát kínálnak új néven?
Phase-Change Memory
A Gitlab mint DevSecOps platform (x) Gyere el Radovan Baćović (Gitlab, Data Engineer) előadására a november 7-i DevOps Natives meetupon.
A PCM (vagy PRAM) esetében a tranzisztorokat felváltó diódák mellett egy üvegszerű anyag található, mely amorf félvezető kalkogenid. Ezek a periódusos rendszer IV., V. főcsoportjába tartozó elemek különféle vegyületei (kén, szelén, tellúr), illetve több komponenses (arzén, antimon, germánium) keverékei lehetnek. Ezek a megfelelő elektromos hatásra a struktúra nélküli amorf állapotukból kristályszerkezetűvé alakulnak, de természetesen a folyamat meg is fordítható (pl. törlésnél). A két állapot eltérő elektromos ellenállással rendelkezik, amelyhez bináris érték rendelhető, így például a nagy ellenállást eredményező amorf jelentheti az 1-est, az alacsony ellenállású kristályos állapot pedig a 0-t. A megoldás egyik nagy előnye, hogy az egyes állapotok fenntartásához nem szükséges energia, ezért a flash memóriához hasonlóan a PCM is megőrzi tartalmát kikapcsolt állapotban, tehát nem volatilis.
További, immáron a NAND flash memóriához viszonyított előny, hogy a bináris állapotok tárolásában elektronok nem vesznek részt, a kalkogenid cellák megfelelő töltésszint helyett állapotváltozására építenek. Így elkerülhető annak a veszélye, hogy a hosszabb idő óta nem frissített cellák esetében az esetlegesen elszabadult elektronok (és az emiatt szükséges megemelkedett hibajavítások) miatt több időt vegyen igénybe az adatok kiolvasása, vagy szélsőséges esetben adatvesztés lépjen fel.
Fázisokról frázisokban
Az Intel és a Micron váltig állítja, hogy nem csupán a már évekkel ezelőtt megismert, fázisváltáson alapuló Phase-Change Memory (PCM, PRAM, PCME, PCRAM) sorozatgyártásra érett változatáról van szó, és nem ezt az (alapvetően régebb óta ismert technológiát) kommunikálják forradalmi megoldásként. Márpedig közös pontok biztosan vannak, nem is egy. Utóbbi megállapítást a közelmúltig ismeretlen, változtatható szerkezetű hordozóanyag csak még tovább erősítette.
Erről az EE Times kérdésére végül a Micron egyik társelnöke rántotta le (részben) a leplet. Guy Blalock elmondása szerint a hordozó nem más mint a jól ismert kalkogenid, de hogy ezt pontosan a periódusos rendszer mely komponenseiből állították össze a 3D XPoint celláinál, arról nem árult el többet. A társelnök ugyanakkor egy további információt is megosztott, mely szerint a celláknál az Ovonyx által fejlesztett kapcsolást (bulk switching) alkalmazzák, mely cég 1999 óta végez PCM-hez fűződő kutatásokat és fejlesztéseket. A kapcsolat az Intelhez köthető, a vállalat először 2000-ben fektetett be az Ovonyxbe, a céghez később olyan vállalatok is csatlakoztak mint a Samsung vagy a Hynix.
Ezek fényében nem csoda, hogy egyre többen kételkednek a 3D XPoint forradalmi fejlesztéseiben. Így gondolja az Objective Analysis egyik félvezetőipari elemzője is, aki szerint minden jel arra mutat, hogy az Intel és a Micron megoldása nagyban hasonlít a PCM-hez. Ezt részben az Intel egyik szakemberének, Al Faziónak 2011-es, illetve tavalyi megállapítására alapozza, melyek teljesen megegyeztek a PCM és a 3D XPoint esetében: "A feltörekvő memória-technológiák közül ez a legkiforrottabb".
Az elemző Jim Handy ugyanakkor megjegyezte, hogy ennek ellenére még lehetnek eltérések a PCM-hez képest. Ezek egy része a már említett anyagok különféle kombinációjából adódhat, amiket kiegészítve akár el is hagyható a fázisváltás, amivel a két vállalat fejlesztése már kiérdemelheti a forradalmi jelzőt. Mindez egyúttal magyarázhatja, hogy az Intel miért nem használja a hosszú évek alatt csupán az ígéretes memória szinonimájáig jutott PCM rövidítés.
A kérdés jelentősége abban merül ki, hogy a két vállalatnak milyen megoldással sikerült akkora áttörést elérni, minek eredményeképp már magabiztosan látják a fényt az alagút végén, azaz belátható időn belül megkezdhetik a tömegtermelést.
A Micron társelnöke néhány héttel ezelőtt elmondta, legfrissebb kalkulációjuk alapján még 12-18 hónap szükséges a sorozatgyártás beindításához, ami a tavaly bejelentett időponthoz képest nagyjából egy év csúszást jelent. Ez részben a termeléshez szükséges különféle új anyagok miatt van így, amiből Guy Blalock szerint közel 100 változatra van szükségük, amihez a stabil ellátási lánc kiépítése időigényes. Bármelyik technológia is álljon a háttérben, amennyiben az Intel és a Micron azt valóban képes belátható időn belül tömegtermelésbe juttatni, úgy az bizonyosan áttörést fog jelenteni számos területen, a nagyvállalati rendszerektől kezdve a PC-k világáig.