Intel Optane 3D XPoint: né SSD né RAM, il futuro sarà (quasi) senza transistor?

Intel Optane 3D XPoint: né SSD né RAM, il futuro sarà (quasi) senza transistor?

Annunciata l'anno scorso, la tecnologia Intel Optane - nome commerciale della 3D XPoint - si appresta a fare la sua apparizione nei prossimi mesi, con un carico di novità potenzialmente rivoluzionario per il lungo periodo. Cerchiamo di capire brevemente di cosa si tratta, e perché potrebbe cambiare molto nel mondo dello storage.

di pubblicato il nel canale Storage
IntelMicron
 

Tecnologia Intel Octane - 3D XPoint

Cosa accomuna le principali tipologie di memoria attualmente più in uso? L'uso massiccio di transistor, che a seconda della complessità, del processo produttivo e di molti altri fattori possono essere utilizzati per ottenere diversi scopi ben precisi. Stiamo ovviamente semplificando il discorso, ma è per capire nel modo più semplice possibile i cambiamenti che potrebbero verificarsi da qui a qualche anno. Parliamo ad esempio delle memorie RAM; fra le più usate ci sono quelle di tipo SRAM e DRAM, rispettivamente come cache per le CPU (velocissime, costose in rapporto alla capienza) e per la memoria di sistema comunemente intesa, separata dalla CPU e montata su slot o saldata direttamente sulla scheda madre.

Passando alle memorie in grado di mantenere l'informazione anche dopo lo spegnimento del sistema, la quasi totalità dei chip in circolazione sono di tipo NAND Flash, con un vero e proprio universo di varianti a costituirne le differenze in base alle applicazioni. Le proviamo ad esempio negli SSD, nelle chiavette USB, come memoria di sistema in smartphone e tablet ma anche in altri dispositivi, con architetture a singolo livello o 3D a strati sovrapposti. Se a livello pratico molto cambia fra le diverse tipologie (velocità, costi, capienze del singolo chip), concettualmente si riduce alla capacità di realizzare celle sempre più piccole e affidabili basate sui transistor. Inoltre, scendere ulteriormente diventa un compito sempre più arduo ed estremamente costoso.

L'invito, come sempre nel caso di slide proposte direttamente dalle aziende, è di non prendere come oro colato i numeri e i fattori moltiplicativi, che andremo ad argomentare uno a uno. Partiamo dai fondamentali: l'architettura 3D XPoint rispetto alle memorie tradizionali vanta una diversa modalità di indirizzamento e una diversa architettura di controllo delle celle memoria, basate su diodi e non su transistor. Viene meno la necessità di introdurre i transistor nelle celle, semplificando la struttura e riducendo gli ingombri al tempo stesso.

Risulta quindi abbastanza verosimile dichiarare che si potranno avere memorie con una densità 10 volte maggiore, quindi molto più capienti a parità di spazio occupato. Il "3D" indicato nel nome della tecnologia è spiegato dal fatto che la struttura è di fatto su più strati. Come si può notare nell'immagine, troviamo celle (in realtà cella memoria + selettore) sovrapposte che sono separate da linee di indirizzamento, orientate perpendicolarmente ad ogni strato che si alterna nella struttura.

Responsabile nel determinare la lettura o il cambiamento di stato da 0 a 1 (o vice versa) è il voltaggio che verrà applicato. Una struttura di questo tipo, molto più "snella", garantisce secondo Intel una maggiore longevità (tanto da affermare che è trascurabile il numero di letture e scritture effettuate, non come con le NAND Flash), ma soprattutto una latenza enormemente più bassa, ovvero fino a 1000 volte più veloce di quella delle NAND Flash. Si parla di latenze nell'ordine dei nanosecondi e non dei microsecondi, per capirci meglio, con impatti davvero significativi sulle prestazioni. Più di un analista ha sollevato però una questione impotante: ok che sono molto più veloci delle NAND Flash, ma di quanto sono più lente delle memorie SRAM e DRAM? Intel non lo dice, quindi... uhm. Lo vediamo ora.

 
^