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3D XPoint

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3D XPoint的雙層結構圖

3D XPoint（此處「X」發音為「cross」[1]）是由英特爾與鎂光共同開發的一種已停產的非揮發性記憶體技術，英特爾旗下使用該項技術的產品品牌名為傲騰（英語：Optane，前譯「閃騰」），而鎂光產品的品牌名則是QuantX[2]，這項技術的開發始於2012年[3]，並發佈於2015年7月，首批運用該技術的實際產品則是在2017年初上市。其是一種立體化結構的儲存技術[4]，由選擇器和主記憶體單元共同組成，支援按位元組定址[5][6]，雖然英特爾和鎂光都沒有公佈3D XPoint的具體技術細節，但其仍被普遍認為是一種相變化記憶體技術[6]，利用單元電阻值差異來儲存數據[7]，相較於傳統NAND快閃記憶體而言擁有效能與壽命上的優勢[8]，英特爾稱3D XPoint擁有相近於DRAM的速度[4]，除了可單獨作為外存外，也可用用於加速其它外存的快取，亦或是與普通DRAM相搭配，作為成本更低的主記憶體方案[6]。

英特爾基於3D XPoint所推出的傲騰系列產品共有五個分支：提供給企業的傲騰持久主記憶體與傲騰數據中心級固態硬碟，以及消費級產品傲騰固態硬碟、傲騰增強型SSD與傲騰主記憶體[9][4]，而鎂光雖然在2016年就已經與英特爾一起宣佈了其旗下3D XPoint產品品牌QuantX，但其直到2019年才推出其首款公開發售的3D XPoint產品X100 NVMe SSD[10]。

2018年，英特爾與鎂光共同宣佈，在完成了第二代3D XPoint技術的開發後，下一代3D XPoint技術將不再由兩家公司合作開發，而是轉而由兩家公司各自獨立開發[11][12]。2021年1月，英特爾宣佈將停止為消費級市場提供傲騰產品[13][14]。同年3月，鎂光宣佈將終止其3D XPoint業務，將資源轉移到對Compute Express Link主記憶體產品的開發上[15]，並在同年將其旗下用於生產3D XPoint產品的猶他州利哈伊市晶圓廠以9億美元的價格出售予德州儀器[16][17]。2022年，英特爾又於其該年第二季度財報當中宣佈將逐步關閉傲騰業務[18][14]，3D XPoint至此徹底退市。

背景與闡述

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外部影片連結
video icon 英特爾對3D XPoint技術的介紹影片

3D XPoint的開發始於2012年。英特爾和美光之前已開發了其他非揮發性相變化記憶體（PCM）技術；[注 1]美光Mark Durcan（英語：Mark Durcan）說：3D XPoint架構不同於以前提供的PCM，並為快閃記憶體單元的選擇器和儲存部分採用硫族化物（英語：Chalcogenide glass）材料，從而比傳統的PCM材料（例如GST（英語：GeSbTe））更快、更穩定。[20]

截至2015年，英特爾或美光尚未提供該技術的完整細節，儘管該項技術已經聲明「不基於電子」。[21]3D XPoint已經被聲明使用電阻並且是位元可定址。[22]類似Crossbar公司（英語：Crossbar (computer hardware manufacturer)）正在開發的可變電阻式記憶體，但3D XPoint儲存的物理結構不同。3D XPoint的開發商表示其基於「bulk材料的電阻變化」。[23]英特爾行政總裁Brian Krzanich回應了對XPoint材料的提問，稱切換是基於「bulk材料效能」。[24]英特爾已表示3D XPoint不使用相變或憶阻器技術。[25]

根據最近的一篇文章，「似乎沒有其他供應商有能比擬XPoint效能和耐用性的類似的電阻式主記憶體/相變記憶體技術。」[26]

各個數據單元不需要電晶體，因此封裝密度將是DRAM的4倍。[27]

產品

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英特爾傲騰品牌徽標
一塊32GB的英特爾傲騰主記憶體

在最初，由IM Flash Technologies（英語：IM Flash Technologies） LLC（英特爾-美光合資）運營的位於猶他州李海的晶圓（英語：Wafer fabrication）廠在2015年生產了少量128 Gbit晶片，其堆疊兩個64 Gbit平面（plane）。[28][29]2016年初，IM Flash行政總裁Guy Blalock表示，晶片批次生產仍需約12至18個月。[30]

2015年中期，英特爾宣佈基於3D XPoint技術的Optane品牌[31]，預計每位元價格將高於NAND但低於DRAM，具體仍取決於最終產品。[32]

2016年早期，IM Flash宣佈其首個固態硬碟世代將達到9微秒潛伏時間、95000 IOPS吞吐量。[30]2016年英特爾開發者討論區上演示的PCI Express（PCIe）140GB開發板在基準測試方面顯示了相較於PCIe NAND SSD 2.4-3倍的改進。[33]

2017年初，英特爾公佈了Optane品牌的中文名——閃騰，3月28日的發佈會上，閃騰更名為傲騰。[34]產品會有固態硬碟和主記憶體兩種方式。

3月19日，英特爾發佈了傲騰固態硬碟——面向企業級數據中心的「Optane SSD DC P4800X」。[35][36]3月28日，英特爾發佈了傲騰主記憶體（Intel Optane Memory）。[注 2][37]

參見

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電腦記憶體類型（維基數據所列：Q125005976）
揮發性記憶體
RAM
發展中
歷史上
非揮發性記憶體
ROM
非揮發性隨機存取記憶體（英語：NVRAM）
早期非揮發性隨機存取記憶體
磁式
光學式
發展中
歷史上

註腳

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  1. ^ 英特爾與Numonyx（英語：Numonyx）在2009年提出了64 Gb可堆疊PCM晶片[19]
  2. ^ 也被稱為傲騰快取，傲騰主記憶體為官方命名。但其不是一般意義上的隨機存取記憶體，而是一種低延遲的M.2 NVMe SSD。可以看作是快閃記憶體加速盤，類似ReadyBoost和Smart Response Technology技術。

參考資料

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  1. ^ Ngo, Dong. Intel, Micron debut 3D XPoint storage technology 1,000x faster than current SSDs. CNET. [2024-12-27] （英語）. 
  2. ^ Tallis, Billy. Micron Announces QuantX Branding For 3D XPoint Memory. AnandTech. 2016-08-09 [2024-12-29] （美國英語）. 
  3. ^ Lawson, Stephen. Intel and Micron unveil 3D XPoint — a new class of memory. Computerworld. 2015-07-28 [2024-12-27] （英語）. 
  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]. （原始內容存檔於2021-01-23） （中文）. 
  5. ^ O'Reilly, Jim. 3D XPoint: A Memory Game Changer. NetworkComputing. [2024-12-29] （英語）. 
  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] （英語）. 
  7. ^ 許山白. 存储新革命：3D XPoint初解析. 微型電腦. 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] （英語）. 
  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] （英語）. 
  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] （英語）. 
  12. ^ Cutress, Ian. Intel and Micron To Dissolve 3D XPoint Partnership After 2019. AnandTech. 2018-07-16 [2024-12-29] （美國英語）. 
  13. ^ Humphries, Matthew. Intel Discontinues Optane-Only SSDs for Consumers. PCMAG. 2021-01-18 [2024-12-29] （英語）. 
  14. ^ 14.0 14.1 Coughlin, Thomas. Intel Winding Down Its Optane Memory Business. Forbes. 2022-07-28 [2024-12-29] （美國英語）. 
  15. ^ Coughlin, Thomas. Micron Ends 3D XPoint Memory. Forbes. 2021-03-16 [2024-12-29]. （原始內容存檔於2021-03-16） （英語）. 
  16. ^ Smith, Ryan. Micron Sells Lehi 3D XPoint Fab to Texas Instruments for $900M. AnandTech. 2021-07-01 [2024-12-29] （美國英語）. 
  17. ^ Micron completes sale of Lehi fab to Texas Instruments. Micron. 2021-11 [2024-12-29] （美國英語）. 
  18. ^ Intel Reports Second-Quarter 2022 Financial Results. Intel Corporation. 2022-07-28 [2024-12-29] （英語）. 
  19. ^ McGrath, Dylan, Intel, Numonyx claim phase-change memory milestone, www.eetimes.com, 28 Oct 2009 [2017-02-14], （原始內容存檔於2019-12-04） 
  20. ^ Clarke, Peter, Patent Search Supports View 3D XPoint Based on Phase-Change, www.eetimes.com, 31 July 2015 [2017-02-14], （原始內容存檔於2017-07-03） 
  21. ^ Neale, Ron, Imagining What’s Inside 3D XPoint, www.eetimes.com, 14 Aug 2015 [2017-02-14], （原始內容存檔於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]. （原始內容存檔於2015-08-20）. 
  23. ^ Clarke, Peter, Intel, Micron Launch "Bulk-Switching" ReRAM, www.eetimes.com, 28 July 2015 [2017-02-14], （原始內容存檔於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], （原始內容存檔於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]. （原始內容存檔於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 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）.」 April 21, 2016. April 22, 2016.
  27. ^ Intel’s Xpoint is pretty much broken. [8 October 2016]. （原始內容存檔於2020-11-12）. 
  28. ^ Clarke, Peter, Intel, Micron Launch "Bulk-Switching" ReRAM, www.eetimes.com, 28 July 2015 [2017-02-14], （原始內容存檔於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], （原始內容存檔於2017-05-07） 
  31. ^ Smith, Ryan, Intel Announces Optane Storage Brand For 3D XPoint Products, AnandTech, 18 Aug 2015 [2017-02-14], （原始內容存檔於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]. （原始內容存檔於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]. （原始內容存檔於2020-11-08）. 
  34. ^ 尹航. 闪腾更名傲腾 英特尔黑科技对谁最有用. 中關村線上. 2017-03-30 [2017-05-07]. （原始內容存檔於2019-04-09） （中文）. 
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  36. ^ 萬南. 1万起！Intel闪腾P4800X固态盘发售：最高1.5TB. 快科技. 2017-03-20 [2017-05-07]. （原始內容存檔於2020-09-07） （中文）. 
  37. ^ 上方文Q. Intel最黑科技再来一刀：傲腾缓存首发）. 快科技. 2017-03-28 [2017-05-07]. （原始內容存檔於2020-09-07） （中文）. 

外部連結

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