W ubiegłym tygodniu, kiedy cały świat spotkał się z Windows 10, w hałasie oficjalnego debiutu nowego systemu operacyjnego, zapowiedź jednej technologii, która może radykalnie zmienić świat komputerów osobistych, została utracona. Chodzi o 3D XPoint - wspólny rozwój Intel i Micron, który jest nowym rodzajem pamięci, który zrewolucjonizuje nasze rozumienie komputera.
Gdzie dziś są twoje dane??
Zazwyczaj system komputerowy obejmuje dwa rodzaje pamięci. Jedna z nich nazywa się pamięcią o swobodnym dostępie (RAM lub RAM) - błyskawicznie szybka, ale o stosunkowo ograniczonej pojemności i, co bardziej frustrujące, lotna. Innymi słowy, przechowywane w nim informacje „wyparowują” w chwili zaniku zasilania.
Innym rodzajem pamięci są lokalne, które dziś są dostępne w dwóch odmianach: klasyczne dyski magnetyczne (HDD) i dyski zbudowane z szybkich układów pamięci flash (SSD). Oba typy mają gorszą prędkość pamięci RAM, ale są nieulotne, to znaczy zachowują wszystkie zapisane na nich informacje nawet przy braku zasilania.
Pamięć RAM jest używana tylko w razie potrzeby, tj. dane są w nim ładowane bezpośrednio przed użyciem. Przez resztę czasu informacje pozostają mniej lub bardziej obojętne, zapisane na płytkach magnetycznych dysku twardego lub układach pamięci flash NAND pamięci SSD.
3D XPoint może jednak zmienić ten dualistyczny kanon w rewolucyjny sposób. Aby uzyskać jasny obraz rewolucyjnej natury tej technologii, wyobraź sobie, że pewnego dnia komputery nie będą już potrzebować oddzielnej pamięci RAM, dysków twardych lub półprzewodnikowych, a wszystkie dane zostaną zapisane w jednej nieulotnej macierzy. Innymi słowy, komputer, na którym nigdy nie będziesz czekać na załadowanie gry lub aplikacji.
Komputer przyszłości
Czysto techniczne aspekty 3D XPoint są obecnie stosunkowo rzadkie. W końcu mówimy o innowacji na dość wczesnym etapie rozwoju, chociaż podczas wspólnej prezentacji Intel i Micron pokazały gotowe próbki inżynieryjne..
W rzeczywistości 3D XPoint (jak sama nazwa wskazuje) to nowa technologia do budowy wielowarstwowych trójwymiarowych układów pamięci w oparciu o proces produkcyjny o długości 20 nm. Nie jest to jednak nowa metoda tworzenia pamięci RAM lub NAND Flash, ale coś zupełnie innego..
Idea 3D XPoint polega na tym, że w ciągu jednego dnia całkowicie wymień pamięć RAM i pamięć lokalną w takiej postaci, w jakiej je znamy dzisiaj. Są to na pierwszy rzut oka: według Intel i Micron ich nowy typ pamięci jest 1000 razy szybszy niż jakikolwiek nowoczesny dysk SSD, jest równie dużo bardziej odporny na zużycie (w tym wysokowydajne urządzenia NVMe) i 10 razy gęstszy niż obecnie używane układy DRAM.
Ponadto (i to jest bardzo ważne) 3D XPoint jest pamięcią nieulotną, tj. nie potrzebuje energii, aby zapisać zapisane w nim informacje. Oznacza to, że w przyszłości komputery wyposażone w powiedzmy 1 TB 3D XPoint nie będą potrzebować pamięci RAM ani dysku lokalnego, czy to magnetycznego (HDD), czy półprzewodnikowego (SSD). Wszystkie informacje przetwarzane przez użytkownika na takim komputerze, wszystkie dane i programy będą stale ładowane do pamięci i zawsze będą dostępne bez opóźnień.
Jak już wspomniano, na tym etapie Intel i Micron są lakoniczne pod względem szczegółów technicznych nowej technologii, ale oficjalne dane, które zostały zgłoszone, pozwalają nam wyciągnąć interesujące wnioski..
Obie firmy twierdzą, że 3D XPoint zapewni dziesięciokrotny wzrost prędkości transferu w porównaniu do obecnie stosowanych wysokiej klasy dysków SSD. Najszybsze takie produkty to obecnie tak zwane urządzenia NVMe (na przykład Intel Series 750), które osiągają maksymalną prędkość około 2,5 GB / s. Proste obliczenia pokazują, że wydajność macierzy 3D XPoint wyniesie około 20-25 GB / s. Dla porównania, typowa konfiguracja procesora Haswell lub Broadwell w połączeniu z dwukanałową pamięcią DDR3 zapewnia szybkość transferu danych około 17 GB / s. Na rynku jest jednak wiele niższych urządzeń komputerowych, które działają stosunkowo dobrze przy prędkości około 9 GB / s lub mniejszej. Oczywiście istnieją systemy, które zapewniają 55 GB / s lub więcej. A szybkość przesyłania danych między GPU a pamięcią w nowoczesnych kartach wideo znacznie przekracza ten limit - mówimy o wartościach w zakresie od 100 do 300 GB / s.
Obiecujący w teorii
Jedno jest niezaprzeczalne - na tym etapie technologia 3D XPoint wygląda jak poważna aplikacja do rewolucji w świecie komputerów. I z pewnością potrzebuje tak potężnego impulsu - szczególnie w obliczu realiów stopniowo malejącego potencjału prawa Moore'a i obecnych technologii mikroprocesorowych.
Jednak śmiałe pomysły, które leżą u podstaw 3D XPoint, napotykają bariery we wdrażaniu tej technologii..
Po pierwsze, przejście do tego rodzaju pamięci będzie wymagało całkowitej zmiany przyjętych postulatów architektury komputerowej. Nowoczesne komputery po prostu nie są zaprojektowane do korzystania z terabajtów pamięci uniwersalnej, działając z prędkościami zbliżonymi do prędkości układów pamięci RAM.
Pytanie pojawia się także w przypadku systemów operacyjnych zorganizowanych w dualistyczny model „operacyjno-lokalnej pamięci”.
Tak więc początkowo przyszłe urządzenia 3D XPoint będą musiały zmieścić się w obecnym obrazie - pierwsze produkty oparte na nowej pamięci prawdopodobnie będą rodzajem dobrze znanego M.2 NVMe (PCIe).
Jednak raczej nie będą ostatecznym celem Intela i Microna, dla których 3D XPoint jest jednym z pierwszych kroków w przyszłości globalnej rewolucji komputerowej, która na zawsze zmieni sposób, w jaki postrzegamy komputery i radzimy sobie z nimi.
Miłego dnia!
