3D XPoint

الموسوعة الحرة
أنواع ذاكرة الكمبيوتر وتخزين البيانات
عام
Volatile
RAM
Historical
Non-volatile
ROM
NVRAM
Early-stage NVRAM
Analog recording
Optical
In development
Historical
  • v
  • t
  • e
رسم تخطيطي لنقطة التقاطع ثلاثية الأبعاد من طبقتين
Intel Optane بتنسيق بطاقة M.2

3D XPoint (تُلفظ نقطة كروس ثلاثية الأبعاد ) هي تقنية ذاكرة غير متطايرة (NVM) متوقفة تم تطويرها بشكل مشترك بواسطة Intel و Micron Technology . تم الإعلان عنها في يوليو 2015 وكانت متاحة في السوق المفتوحة تحت الاسم التجاري Optane (Intel) من أبريل 2017 إلى يوليو 2022. [1] يعتمد تخزين البت على تغيير المقاومة الكلية ، جنبًا إلى جنب مع مجموعة وصول بيانات عبر الشبكة قابلة للتكديس، باستخدام ظاهرة تُعرف باسم Ovonic Threshold Switch (OTS). [2] [3] [4] [5] الأسعار الأولية أقل من ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM) ولكنها أعلى من ذاكرة الفلاش . [6]

باعتبارها ذاكرة غير متطايرة، تتمتع 3D XPoint بعدد من الميزات التي تميزها عن غيرها من ذاكرة الوصول العشوائي وذاكرة NVRAM المتوفرة حاليًا . على الرغم من أن الأجيال الأولى من 3D XPoint لم تكن كبيرة أو سريعة بشكل خاص، فقد تم استخدام 3D XPoint لإنشاء بعض أسرع [7] محركات أقراص الحالة الصلبة المتاحة اعتبارًا من عام 2019، مع زمن انتقال صغير للكتابة . نظرًا لأن الذاكرة سريعة بطبيعتها وقابلة للعنونة بالبايتات، فإن تقنيات مثل القراءة والتعديل والكتابة والتخزين المؤقت المستخدمة لتحسين محركات أقراص الحالة الصلبة التقليدية ليست ضرورية للحصول على أداء عالٍ. بالإضافة إلى ذلك، تم تصميم شرائح مثل Cascade Lake بدعم مدمج لـ 3D XPoint، [ بحاجة لمصدر ] مما يسمح باستخدامها كقرص تخزين مؤقت أو تسريع، كما أنها سريعة بما يكفي لاستخدامها كذاكرة وصول عشوائي غير متطايرة (NVRAM) أو ذاكرة دائمة في حزمة DIMM .

تاريخ

تطوير

بدأ تطوير 3D XPoint حوالي عام 2012. [8] طورت Intel وMicron تقنيات أخرى لذاكرة تغيير الطور غير المتطايرة (PCM) سابقًا؛ [ملاحظة 1] قال مارك دوركان من Micron إن بنية 3D XPoint تختلف عن العروض السابقة لـ PCM، وتستخدم مواد الكالكوجينيد لكل من أجزاء التحديد والتخزين لخلية الذاكرة التي تكون أسرع وأكثر استقرارًا من مواد PCM التقليدية مثل GST . [10] ولكن اليوم، يُعتقد أنها مجموعة فرعية من ReRAM . [11] وفقًا لبراءات الاختراع، يمكن استخدام مجموعة متنوعة من المواد كمواد كالكوجينيد. [12] [13] [14]

لقد تم ذكر أن 3D XPoint يستخدم المقاومة الكهربائية ويمكن عنونة البتات. [15] وقد لوحظت أوجه تشابه مع ذاكرة الوصول العشوائي المقاومة التي يتم تطويرها بواسطة Crossbar Inc. ، ولكن 3D XPoint يستخدم فيزياء تخزين مختلفة. [8] على وجه التحديد، يتم استبدال الترانزستورات بمفاتيح العتبة كمحددات في خلايا الذاكرة. [16] يشير مطورو 3D XPoint إلى أنها تعتمد على التغيرات في مقاومة المادة السائبة. [2] رد الرئيس التنفيذي لشركة Intel Brian Krzanich على الأسئلة المستمرة حول مادة XPoint بأن التبديل كان يعتمد على "خصائص المادة السائبة". [3] صرحت Intel أن 3D XPoint لا تستخدم تقنية تغيير الطور أو المقاومة الذاكرية ، [17] على الرغم من أن هذا محل نزاع من قبل المراجعين المستقلين. [18]

وفقًا لشركة الهندسة العكسية TechInsights، يستخدم 3D XPoint الجرمانيوم والأنتيمون والتيلوريوم (GST) مع محتوى منخفض من السيليكون كمواد تخزين البيانات التي يمكن الوصول إليها من خلال مفاتيح العتبة البيضاوية (OTSes) [19] [20] المصنوعة من السيلينيوم والجرمانيوم والسيليكون ثلاثي الطور مع الشوائب بالزرنيخ. [14] [12]

كانت ذاكرة 3D XPoint هي الذاكرة المستقلة الأكثر إنتاجًا على نطاق واسع والتي تعتمد على تخزين غير الشحن، في حين تم تطوير ذواكر بديلة أخرى، مثل ReRAM أو Magnetoresistive RAM ، على نطاق واسع حتى الآن على منصات مضمنة فقط. [21]

الإنتاج الأولي

في منتصف عام 2015، أعلنت شركة إنتل عن العلامة التجارية Optane لمنتجات التخزين القائمة على تقنية 3D XPoint. [22] وقدرت شركة ميكرون (باستخدام العلامة التجارية QuantX ) أن سعر بيع الذاكرة سيبلغ حوالي نصف سعر ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM)، ولكن أربعة إلى خمسة أضعاف سعر ذاكرة الفلاش . [23] في البداية، قامت منشأة تصنيع الرقائق في ليهاي بولاية يوتا ، والتي تديرها شركة IM Flash Technologies LLC (مشروع مشترك بين إنتل وميكرون) بتصنيع كميات صغيرة من رقائق 128 جيجابت في عام 2015. حيث تقوم بتكديس طائرتين بسعة 64 جيجابت. [8] [24] في أوائل عام 2016، كان من المتوقع أن يبدأ الإنتاج الضخم للرقائق في غضون 12 إلى 18 شهرًا. [25]

في أوائل عام 2016، أعلنت شركة IM Flash أن الجيل الأول من محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة سيحقق معدل إنتاجية يبلغ 95000 IOPS مع زمن انتقال يبلغ 9 ميكروثانية. [25] يزيد هذا الزمن الانتقالي المنخفض بشكل كبير من IOPS عند أعماق قائمة انتظار منخفضة للعمليات العشوائية. في منتدى Intel Developer Forum 2016، أظهرت Intel لوحات تطوير PCI Express (PCIe) بسعة 140 جيجابايت والتي أظهرت تحسنًا بمقدار 2.4–3 مرات في المعايير مقارنة بمحركات الأقراص ذات الحالة الصلبة PCIe NAND flash (SSDs). [26] في 19 مارس 2017، أعلنت Intel عن منتجها الأول: بطاقة PCIe متوفرة في النصف الثاني من عام 2017. [27] [28]

استقبال

أداء القراءة والكتابة المتسلسل المختلط Optane 900p، مقارنة بمجموعة واسعة من محركات أقراص SSD الاستهلاكية ذات السمعة الطيبة. يوضح الرسم البياني كيف ينخفض ​​أداء محركات أقراص SSD التقليدية بشكل حاد إلى حوالي 500-700 ميجابايت/ثانية لجميع مهام القراءة والكتابة باستثناء مهام القراءة والكتابة النقية تقريبًا، في حين لا يتأثر جهاز 3D XPoint وينتج باستمرار حوالي 2200-2400 ميجابايت/ثانية في نفس الاختبار. حقوق النشر: Tom's Hardware .

على الرغم من الاستقبال الفاتر الأولي عند إصداره لأول مرة، فقد حظي 3D XPoint - وخاصة في شكل مجموعة Optane من Intel - بإشادة كبيرة وأوصي به على نطاق واسع للمهام حيث تكون ميزاته المحددة ذات قيمة، مع استنتاج المراجعين مثل Storage Review في أغسطس 2018 أنه بالنسبة لأحمال العمل ذات زمن الوصول المنخفض، كان 3D XPoint ينتج 500000 IOPS مستدام بدقة 4K لكل من القراءة والكتابة، مع زمن وصول يتراوح بين 3 إلى 15 ميكروثانية ، وأنه في الوقت الحاضر "لا يوجد حاليًا أي شيء [آخر] يقترب"، [29] بينما وصف Tom's Hardware جهاز Optane 900p في ديسمبر 2017 بأنه يشبه "مخلوقًا أسطوريًا" يجب رؤيته حتى يتم تصديقه، والذي ضاعف سرعة أفضل الأجهزة الاستهلاكية السابقة. [30] خلصت ServeTheHome في عام 2017 إلى أنه في اختبارات القراءة والكتابة والاختبارات المختلطة، كانت أقراص Optane SSD أسرع باستمرار بنحو 2.5 مرة من أفضل أقراص SSD لمركز البيانات من Intel والتي سبقتها، وهي P3700 NVMe. [31] لاحظت AnandTech أن أقراص SSD المستندة إلى Optane للمستهلكين كانت مماثلة في الأداء لأفضل أقراص SSD غير 3D-XPoint لعمليات النقل الكبيرة، حيث "انبهر" كلاهما بأداء عمليات النقل الكبيرة لأقراص Optane SSD للمؤسسات. [32]

بيع مصنع ليهاي وإيقافه

في 16 مارس 2021، أعلنت شركة ميكرون أنها ستتوقف عن تطوير 3D XPoint من أجل تطوير منتجات تعتمد على Compute Express Link (CXL)، بسبب نقص الطلب. [33] [34] لم يتم الاستفادة الكاملة من مصنع ليهاي، وتم بيعه لشركة تكساس إنسترومنتس مقابل 900 مليون دولار أمريكي. [35]

ردت شركة إنتل في ذلك الوقت بأن قدرتها على توريد منتجات إنتل أوبتان لن تتأثر. [36] ومع ذلك، أوقفت إنتل بالفعل خط منتجاتها الاستهلاكية أوبتان في يناير 2021. [37] في يوليو 2022، أعلنت إنتل عن تصفية قسم أوبتان، مما أدى فعليًا إلى إيقاف تطوير 3D XPoint. [38] [39]

التوافق

إنتل

تُفرِّق شركة Intel بين "ذاكرة Intel Optane" و"أقراص SSD من Intel Optane". كمكون للذاكرة، تتطلب Optane شريحة معينة ودعم وحدة المعالجة المركزية. [40] وكقرص SSD عادي، فإن Optane متوافق على نطاق واسع مع مجموعة واسعة جدًا من الأنظمة، ومتطلباته الرئيسية تشبه إلى حد كبير أي قرص SSD آخر - القدرة على التوصيل بالأجهزة، ونظام التشغيل، ودعم BIOS/UEFI وبرامج التشغيل لـ NVMe، والتبريد المناسب. [41]

ميكرون

قدمت شركة Micron محركات أقراص SSD NVMe AIC (QuantX X100 [42] ) والتي حافظت على التوافق مع الأنظمة القادرة على NVMe. لا يتم دعم الدعم الأصلي كجهاز تسريع (على الرغم من إمكانية استخدام التخزين المتعدد المستويات). [43]

انظر أيضا

ملحوظات

  1. ^ قدمت شركة Intel و Numonyx شرائح PCM قابلة للتكديس بسعة 64 جيجابايت في عام 2009. [9]

مراجع

  1. ^ "إنتل تطلق أقراص SSD ذات ذاكرة Optane Memory M.2 Cache لسوق المستهلكين". AnandTech . 27 مارس 2017 . تم الاسترجاع في 13 نوفمبر 2017 .
  2. ^ ab Clarke, Peter (28 يوليو 2015)، "Intel, Micron Launch "Bulk-Switching" ReRAM"، EE Times ،"إن آلية التبديل تتم من خلال التغيرات في مقاومة المادة الصلبة"، كان هذا كل ما أضافته شركة إنتل ردًا على الأسئلة المرسلة عبر البريد الإلكتروني.
  3. ^ ab Merrick, Rick, "كرزانيتش من إنتل: أسئلة وأجوبة مع الرئيس التنفيذي في IDF"، EE Times ، ص. 2
  4. ^ تشاو، زيهاو (11 يناير 2024)، "محدد تبديل العتبة البيضاوية شالكوجنيد"، بوابة الأبحاث ، المجلد 16، العدد 1، ص 81، رمز Bibcode : 2024NML....16...81Z، doi : 10.1007/s40820-023-01289-x، PMC 10784450 ، PMID  38206440، يتم إنشاء Optane مع بنية النقطة المتقاطعة من خلال وضع عنصر تخزين ومحدد يُعرف باسم مفتاح العتبة البيضاوية (OTS). 
  5. ^ كيف ظهرت ذاكرة Selector-Only كحل رائد لـ CXL، 30 مايو 2023، تتكون مجموعة خلايا 3DXP من PCM سميك ومفتاح عتبة بيضاوي (OTS) وأقطاب كهربائية متعددة
  6. ^ إيفانجيليو، جيسون (28 يوليو 2015). "إنتل وميكرون تكشفان معًا عن ذاكرة XPoint ثلاثية الأبعاد ثورية ومغيرة لقواعد اللعبة، أسرع بألف مرة من NAND". Hot Hardware . مؤرشف من الأصل في 15 أغسطس 2016 . تم الاسترجاع في 21 يناير 2016 . أوضح روب كروك من إنتل، "يمكنك وضع التكلفة في مكان ما بين NAND وDRAM."
  7. ^ "مراجعة Intel Optane SSD P5800X". 6 أبريل 2021.
  8. ^ abc Clarke, Peter (28 يوليو 2015)، "Intel, Micron Launch "Bulk-Switching" ReRAM"، EE Times
  9. ^ ماكجراث، ديلان (28 أكتوبر 2009)، "إنتل، ونومونيكس يعلنان عن إنجاز مهم في مجال ذاكرة التغيير الطوري"، إي إي تايمز
  10. ^ كلارك، بيتر (31 يوليو 2015)، "البحث عن براءات الاختراع يدعم عرض XPoint ثلاثي الأبعاد بناءً على تغيير الطور"، EE Times
  11. ^ "شراكة تضع ذاكرة ReRAM في أقراص SSD". EE Times . 2017-09-27.
  12. ^ "بحث براءات الاختراع يدعم عرض XPoint ثلاثي الأبعاد بناءً على تغير الطور". 31 يوليو 2015.
  13. ^ "الربط بين أقطاب الذاكرة".
  14. ^ من https://web.archive.org/web/20240902193350/https://files.futurememorystorage.com/proceedings/2017/20170808_FR12_Choe.pdf
  15. ^ هروسكا، جويل (29 يوليو 2015). "إنتل وميكرون تكشفان عن Xpoint، وهي بنية ذاكرة جديدة قد تتفوق على DDR4 وNAND". ExtremeTech .
  16. ^ https://www.linkedin.com/pulse/can-threshold-switches-replace-transistors-memory-cell-frederick-chen أيضًا على https://semiwiki.com/semiconductor-manufacturers/286317-can-threshold-switches-replace-transistors-in-the-memory-cell/
  17. ^ ميلور، كريس (28 يوليو 2015). "أفضل بألف مرة فقط من الفلاش! ادعاء مذهل من إنتل وميكرون". ذا ريجيستر . نفى متحدث باسم إنتل بشكل قاطع أن تكون عملية ذاكرة تغيير الطور أو تقنية مقاومة الذاكرة. كما تم رفض عزم الدوران المتحرك
  18. ^ مالفينتانو، ألين (2 يونيو 2017). "كيف تعمل ذاكرة تغيير الطور 3D XPoint". منظور الكمبيوتر الشخصي . تم الاسترجاع في 8 يونيو 2017 .
  19. ^ Derchang Kau؛ Tang, Stephen؛ Karpov, Ilya V.؛ Dodge, Rick؛ Klehn, Brett؛ Kalb, Johannes A.؛ Strand, Jonathan؛ Diaz, Aleshandre؛ Leung, Nelson؛ Wu, Jack؛ Sean Lee؛ Langtry, Tim؛ Kuo-Wei Chang؛ Papagianni, Christina؛ Jinwook Lee؛ Hirst, Jeremy؛ Erra, Swetha؛ Flores, Eddie؛ Righos, Nick؛ Castro, Hernan؛ Spadini, Gianpaolo (2009). "ذاكرة تغيير الطور ذات نقطة التقاطع القابلة للتكديس". اجتماع الأجهزة الإلكترونية الدولي لعام 2009 IEEE (IEDM) . ص. 1-4. doi :10.1109/IEDM.2009.5424263. ISBN 978-1-4244-5639-0.
  20. ^ "إنتل ونومونيكس يعلنان عن إنجاز مهم في تغيير مرحلة الذاكرة". 28 أكتوبر 2009.
  21. ^ لابيدوس، مارك (16 أغسطس 2018). "زيادة إنتاج ذاكرة الجيل التالي". هندسة أشباه الموصلات .
  22. ^ سميث، رايان (18 أغسطس 2015)، "إنتل تعلن عن علامة Optane للتخزين لمنتجات 3D XPoint"، AnandTech
  23. ^ Mearian, Lucas (9 أغسطس 2016). "Micron تكشف تفاصيل تسويقية عن ذاكرة 3D XPoint QuantX: Intel وMicron ربما ارتكبتا خطأ بالإعلان عن 3D XPoint قبل عام". Computer World . مؤرشف من الأصل في 6 سبتمبر 2017 . تم الاسترجاع في 31 مارس 2017 .
  24. ^ سميث، رايان (18 أغسطس 2015)، "إنتل تعلن عن علامة Optane لتخزين منتجات 3D XPoint"، Anandtech ، ستتوفر المنتجات في عام 2016، في كل من عوامل شكل SSD (PCIe) القياسية لكل شيء من أجهزة Ultrabooks إلى الخوادم، وفي عامل شكل DIMM لأنظمة Xeon لمزيد من النطاق الترددي ووقت استجابة أقل. وكما هو متوقع، ستوفر إنتل وحدات تحكم تخزين مُحسَّنة لذاكرة 3D XPoint
  25. ^ ab Merrick, Rick (14 يناير 2016)، "3D XPoint يخطو نحو النور"، EE Times
  26. ^ Cutress, Ian (26 أغسطس 2016). "Intel's 140 GB Optane 3D Xpoint PCIe SSD Spotted at IDF". Anandtech . تم الاسترجاع في 26 أغسطس 2016 .
  27. ^ برايت، بيتر (19 مارس 2017). "أول SSD Optane من Intel: 375 جيجابايت يمكنك أيضًا استخدامها كذاكرة وصول عشوائي (RAM)". Ars Technica . تم الاسترجاع في 31 مارس 2017 .
  28. ^ فيجاس، جون (19 مارس 2017). "أول محرك أقراص ثلاثي الأبعاد فائق السرعة من إنتل مخصص للخوادم". في Gadget . تم الاسترجاع في 31 مارس 2017 .
  29. ^ "مراجعة Intel Optane SSD DC P4800X". مراجعة التخزين . 31 يوليو 2018. تم الاسترجاع في 15 أبريل 2019 .
  30. ^ "اختبار أداء Intel Optane SSD 900P 256GB". Tom's Hardware . 4 ديسمبر 2017 . تم الاسترجاع في 15 أبريل 2019 .
  31. ^ روبنسون، كليف (24 أبريل 2017). "Intel Optane: Hands-on Real World Benchmark and Test Results". Serve thehome . تم الاسترجاع في 15 أبريل 2019 .
  32. ^ Tallis, Billy. "معاينة ذاكرة Intel Optane (SSD): 32 جيجابايت من ذاكرة التخزين المؤقت Kaby Lake". Anandtech . تم الاسترجاع في 15 أبريل 2019 .
  33. ^ "ميكرون ستتوقف عن تصنيع ذاكرة XPoint ثلاثية الأبعاد هذا العام".
  34. ^ توقف شركة Micron عن استخدام برنامج 3D XPoint
  35. ^ تاليس، بيلي. "ميكرون تتخلى عن تقنية ذاكرة XPoint ثلاثية الأبعاد". www.anandtech.com .
  36. ^ تم التحديث بواسطة بول ألكورن آخر مرة (16 مارس 2021). "ميكرون تبيع مصنع ذاكرة XPoint ثلاثي الأبعاد وتتوقف عن التطوير الإضافي (مُحدّث)". توم هاردوير .
  37. ^ "إنتل تتخلص بهدوء من أقراص SSD Optane المكتبية التي تسبب ذوبان الوجه". PCWorld . 19 يناير 2021 . تم الاسترجاع في 15 فبراير 2021 .
  38. ^ "إنتل تتجه إلى وقف أعمال ذاكرة Optane - تقنية تخزين 3D XPoint تصل إلى نهايتها".
  39. ^ لماذا أوقفت شركة إنتل أعمالها في مجال ذاكرة Optane، The Register، 2022-07-22.
  40. ^ "ذاكرة Intel Optane: قبل الشراء، المتطلبات الأساسية". Intel . تم الاسترجاع في 15 أبريل 2019 .
  41. ^ "متطلبات النظام لمحرك Intel Optane SSD 900P Series". Intel . تم الاسترجاع في 15 أبريل 2019 .
  42. ^ "كشف النقاب عن Micron X100 NVMe SSD (3D XPoint) | StorageReview.com - Storage Reviews". www.storagereview.com . 2019-10-24. مؤرشف من الأصل في 2019-12-18 . تم الاسترجاع 2019-12-18 .
  43. ^ "X100". www.micron.com . مؤرشف من الأصل في 2020-07-24 . تم الاسترجاع 2019-12-18 .
  • "بث مباشر من Intel Micron"، يوتيوب, 44 دقيقة
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=3D_XPoint&oldid=1249463064#Initial_production"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate