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3D XPoint

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3D XPoint（此处“X”发音为“cross”[1]）是由英特尔与镁光共同开发的一种已停产的非易失性存储器技术，英特尔旗下使用该项技术的产品品牌名为傲腾（英语：Optane，前译“闪腾”），而镁光产品的品牌名则是QuantX[2]，这项技术的开发始于2012年[3]，并发布于2015年7月，首批运用该技术的实际产品则是在2017年初上市。其是一种立体化结构的存储技术[4]，由选择器和内存单元共同组成，支持按字节寻址[5][6]，虽然英特尔和镁光都没有公布3D XPoint的具体技术细节，但其仍被普遍认为是一种相变化存储器技术[6]，利用单元电阻值差异来存储数据[7]，相较于传统NAND闪存而言拥有性能与寿命上的优势[8]，英特尔称3D XPoint拥有相近于DRAM的速度[4]，除了可单独作为外存外，也可用用于加速其它外存的缓存，亦或是与普通DRAM相搭配，作为成本更低的内存方案[6]。

3D XPoint的双层结构图

英特尔基于3D XPoint所推出的傲腾系列产品共有五个分支：提供给企业的傲腾持久内存与傲腾数据中心级固态硬盘，以及消费级产品傲腾固态硬盘、傲腾增强型SSD与傲腾内存[9][4]，而镁光虽然在2016年就已经与英特尔一起宣布了其旗下3D XPoint产品品牌QuantX，但其直到2019年才推出其首款公开发售的3D XPoint产品X100 NVMe SSD[10]。

2018年，英特尔与镁光共同宣布，在完成了第二代3D XPoint技术的开发后，下一代3D XPoint技术将不再由两家公司合作开发，而是转而由两家公司各自独立开发[11][12]。2021年1月，英特尔宣布将停止为消费级市场提供傲腾产品[13][14]。同年3月，镁光宣布将终止其3D XPoint业务，将资源转移到对Compute Express Link内存产品的开发上[15]，并在同年将其旗下用于生产3D XPoint产品的犹他州利哈伊市晶圆厂以9亿美元的价格出售予德州仪器[16][17]。2022年，英特尔又于其该年第二季度财报当中宣布将逐步关闭傲腾业务[18][14]，3D XPoint至此彻底退市。

背景与阐述

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外部视频链接
  英特尔对3D XPoint技术的介绍视频

3D XPoint的开发始于2012年。英特尔和美光之前已开发了其他非易失性相变化存储器（PCM）技术；[注 1]美光Mark Durcan（英语：Mark Durcan）说：3D XPoint架构不同于以前提供的PCM，并为闪存单元的选择器和存储部分采用硫族化物（英语：Chalcogenide glass）材料，从而比传统的PCM材料（例如GST（英语：GeSbTe））更快、更稳定。[20]

截至2015年，英特尔或美光尚未提供该技术的完整细节，尽管该项技术已经声明“不基于电子”。[21]3D XPoint已经被声明使用电阻并且是比特可寻址。[22]类似Crossbar公司（英语：Crossbar (computer hardware manufacturer)）正在开发的可变电阻式存储器，但3D XPoint存储的物理结构不同。3D XPoint的开发商表示其基于“bulk材料的电阻变化”。[23]英特尔首席执行官Brian Krzanich回应了对XPoint材料的提问，称切换是基于“bulk材料性能”。[24]英特尔已表示3D XPoint不使用相变或忆阻器技术。[25]

根据最近的一篇文章，“似乎没有其他供应商有能比拟XPoint性能和耐用性的类似的电阻式内存/相变存储器技术。”[26]

各个数据单元不需要晶体管，因此封装密度将是DRAM的4倍。[27]

产品

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英特尔傲腾品牌徽标
 
一块32GB的英特尔傲腾内存

在最初，由IM Flash Technologies（英语：IM Flash Technologies） LLC（英特尔-美光合资）运营的位于犹他州李海的晶圆（英语：Wafer fabrication）厂在2015年生产了少量128 Gbit芯片，其堆叠两个64 Gbit平面（plane）。[28][29]2016年初，IM Flash首席执行官Guy Blalock表示，芯片批量生产仍需约12至18个月。[30]

2015年中期，英特尔宣布基于3D XPoint技术的Optane品牌[31]，预计每比特价格将高于NAND但低于DRAM，具体仍取决于最终产品。[32]

2016年早期，IM Flash宣布其首个固态硬盘世代将达到9微秒潜伏时间、95000 IOPS吞吐量。[30]2016年英特尔开发者论坛上演示的PCI Express（PCIe）140GB开发板在基准测试方面显示了相较于PCIe NAND SSD 2.4-3倍的改进。[33]

2017年初，英特尔公布了Optane品牌的中文名——闪腾，3月28日的发布会上，闪腾更名为傲腾。[34]产品会有固态硬盘和内存两种方式。

3月19日，英特尔发布了傲腾固态硬盘——面向企业级数据中心的“Optane SSD DC P4800X”。[35][36]3月28日，英特尔发布了傲腾内存（Intel Optane Memory）。[注 2][37]

参见

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脚注

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  1. ^ 英特尔与Numonyx（英语：Numonyx）在2009年提出了64 Gb可堆叠PCM芯片[19]
  2. ^ 也被称为傲腾缓存，傲腾内存为官方命名。但其不是一般意义上的随机存取存储器，而是一种低延迟的M.2 NVMe SSD。可以看作是闪存加速盘，类似ReadyBoost和Smart Response Technology技术。

参考资料

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  1. ^ Ngo, Dong. Intel, Micron debut 3D XPoint storage technology 1,000x faster than current SSDs. CNET. [2024-12-27] （英语）. 
  2. ^ Tallis, Billy. Micron Announces QuantX Branding For 3D XPoint Memory. AnandTech. 2016-08-09 [2024-12-29] （美国英语）. 
  3. ^ Lawson, Stephen. Intel and Micron unveil 3D XPoint — a new class of memory. Computerworld. 2015-07-28 [2024-12-27] （英语）. 
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 英特尔® 傲腾™技术改变内存和存储功能. Intel. [2024-12-29]. （原始内容存档于2021-01-23） （中文）. 
  5. ^ O'Reilly, Jim. 3D XPoint: A Memory Game Changer. NetworkComputing. [2024-12-29] （英语）. 
  6. ^ 6.0 6.1 6.2 Adshead, Antony. Intel Optane Persistent Memory aims to fill the gap DRAM can't. Computer Weekly. 2020-11-10 [2024-12-29] （英语）. 
  7. ^ 许山白. 存储新革命：3D XPoint初解析. 微型计算机. 2016-04-01, (640): 96-100. 
  8. ^ Hady, Frank T.; Foong, Annie; Veal, Bryan; Williams, Dan. Platform Storage Performance With 3D XPoint Technology. Proceedings of the IEEE. 2017-09, 105 (9). ISSN 0018-9219. doi:10.1109/JPROC.2017.2731776. 
  9. ^ Ung, Gordon Mah. Intel Optane: What the different Optane products are, and where you’ll see them. PCWorld. 2019-04-11 [2024-12-29] （英语）. 
  10. ^ Alcorn, Paul. Micron Finally Rolls 3D XPoint SSD: X100 Billed as 'World's Fastest' with 2.5 Million IOPS and 9 GBps. Tom's Hardware. 2019-10-24 [2024-12-29] （英语）. 
  11. ^ Alcorn, Paul. XPoint Shakeup: Intel and Micron to Cease Joint Development of 3D XPoint Next Year. Tom's Hardware. 2018-07-16 [2024-12-29] （英语）. 
  12. ^ Cutress, Ian. Intel and Micron To Dissolve 3D XPoint Partnership After 2019. AnandTech. 2018-07-16 [2024-12-29] （美国英语）. 
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  14. ^ 14.0 14.1 Coughlin, Thomas. Intel Winding Down Its Optane Memory Business. Forbes. 2022-07-28 [2024-12-29] （美国英语）. 
  15. ^ Coughlin, Thomas. Micron Ends 3D XPoint Memory. Forbes. 2021-03-16 [2024-12-29]. （原始内容存档于2021-03-16） （英语）. 
  16. ^ Smith, Ryan. Micron Sells Lehi 3D XPoint Fab to Texas Instruments for $900M. AnandTech. 2021-07-01 [2024-12-29] （美国英语）. 
  17. ^ Micron completes sale of Lehi fab to Texas Instruments. Micron. 2021-11 [2024-12-29] （美国英语）. 
  18. ^ Intel Reports Second-Quarter 2022 Financial Results. Intel Corporation. 2022-07-28 [2024-12-29] （英语）. 
  19. ^ McGrath, Dylan, Intel, Numonyx claim phase-change memory milestone, www.eetimes.com, 28 Oct 2009 [2017-02-14], （原始内容存档于2019-12-04） 
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  21. ^ Neale, Ron, Imagining What’s Inside 3D XPoint, www.eetimes.com, 14 Aug 2015 [2017-02-14], （原始内容存档于2017-07-03） 
  22. ^ Hruska, Joel. Intel, Micron reveal Xpoint, a new memory architecture that could outclass DDR4 and NAND. ExtremeTech. 29 July 2015 [2017-02-14]. （原始内容存档于2015-08-20）. 
  23. ^ Clarke, Peter, Intel, Micron Launch "Bulk-Switching" ReRAM, www.eetimes.com, 28 July 2015 [2017-02-14], （原始内容存档于2017-07-03）, "The switching mechanism is via changes in resistance of the bulk material," was all Intel would add in response to questions sent via email. 
  24. ^ Merrick, Rick, Intel’s Krzanich: CEO Q&A at IDF, www.eetimes.com: 2, [2017-02-14], （原始内容存档于2017-03-22） 
  25. ^ Mellor, Chris. Just ONE THOUSAND times BETTER than FLASH! Intel, Micron's amazing claim. The Register. 28 July 2015 [2017-02-14]. （原始内容存档于2020-03-10）. An Intel spokesperson categorically denied that it was a phase-change memory process or a memristor technology. Spin-transfer torque was also dismissed 
  26. ^ By Chris Mellor, The Register. “Goodbye: XPoint is Intel's best exit from NAND production hell （页面存档备份，存于互联网档案馆）.” April 21, 2016. April 22, 2016.
  27. ^ Intel’s Xpoint is pretty much broken. [8 October 2016]. （原始内容存档于2020-11-12）. 
  28. ^ Clarke, Peter, Intel, Micron Launch "Bulk-Switching" ReRAM, www.eetimes.com, 28 July 2015 [2017-02-14], （原始内容存档于2017-07-03） 
  29. ^ Smith, Ryan, Intel Announces Optane Storage Brand For 3D XPoint Products, www.anandtech.com, 18 August 2015, products will be available in 2016, in both standard SSD (PCIe) form factors for everything from Ultrabooks to servers, and in a DIMM form factor for Xeon systems for even greater bandwidth and lower latencies. As expected, Intel will be providing storage controllers optimized for the 3D XPoint memory 
  30. ^ 30.0 30.1 Merrick, Rick, 3D XPoint Steps Into the Light, EE Times, 14 Jan 2016 [2017-02-14], （原始内容存档于2017-05-07） 
  31. ^ Smith, Ryan, Intel Announces Optane Storage Brand For 3D XPoint Products, AnandTech, 18 Aug 2015 [2017-02-14], （原始内容存档于2015-08-19） 
  32. ^ Evangelho, Jason. Intel And Micron Jointly Unveil Disruptive, Game-Changing 3D XPoint Memory, 1000x Faster Than NAND. 28 July 2015 [2017-02-14]. （原始内容存档于2016-08-15）. Intel's Rob Crooke explained, 'You could put the cost somewhere between NAND and DRAM.' 
  33. ^ Cutress, Ian. Intel's 140GB Optane 3D Xpoint PCIe SSD Spotted at IDF. Anandtech. 26 August 2016 [26 August 2016]. （原始内容存档于2020-11-08）. 
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外部链接

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