@ 2015.07.31 , 20:00

3D XPOINT:比NAND闪存快1000倍

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英特尔和镁光科技表示,3D XPOINT是自1989年的NAND闪存之后的第一种“主流”内存。

一种新型的内存技术即将投入生产,它将比内存卡和计算机的固态硬盘(SSD)中的NAND闪存快1000倍以上。

此项创新被称作3D XPOINT,由英特尔与镁光科技联合研发。这两家美国公司预测此项技术将会加速科学研究,研发出更复杂的电子游戏,从而带来广阔的利益。一位专家形容这是一个“伟大的进步”,“当然有一些公司也谈论过新型的内存技术,但这次是真的能够制造出来的东西 - 这也就是为什么他们搞出这么大的动作。”Bob O'Donnell说道。

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3D XPOINT将由英特尔和镁光科技在犹他州的合资公司制造。

如果一切按计划进行,首批支持3D XPOINT的产品将于明年上市销售。其价格尚未公布。自1989年以来,英特尔便开始销售第一款新型的“主流内存”。它并不是用来代替闪存或者RAM(随机存取存储器)的,该公司建议让它们协同工作,容纳某些数据“更接近”处理器,可以比之前更加快速地访问。

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直到现在,英特尔和镁光科技都致力于生产和研发闪存芯片。

为什么我们需要更快的存储速度?我们的智能手机和台式电脑中的闪存似乎需要更快地浏览和记录照片或视频才能满足我们的需求。

因为有些情况下,现有的存储器速度缓慢或者有所限制。所谓的“大数据”就是一种特殊的需求。例如,测序和分析我们的基因,以便开发新的潜能或者提供个性化的治疗。但这涉及到大量的信息的来回发送,因此目前这是一件非常耗时的事情。

更快的存储速度将有利于云服务更好地处理大型文件。这在未来可能潜力巨大,例如,我们可以观赏到8K的超高清视频,并且没有任何卡顿。

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现代的游戏机有用8GB的RAM,有助于游戏开发人员制作大型游戏,而3D XPOINT将会给他们带来更大的自由度。

这项技术对游戏制造商来说也是一个福音。目前的游戏设计水平受限于RAM的数据储存量 – 严格地说,应该叫做动态随机存取储存器(DRAM)。这就是为什么我们有时不得不停下来等待游戏加载地图。如果3D XPOINT把加载数据的速度变得更快,游戏开发商理论上就能够提供一个更大的、更开放的游戏世界,带来一种无缝的完美体验。

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3D XPOINT是一种“持久性储存器”,与RAM不同,它可以在关闭电源之后仍保留数据。

OK,让我们来回答一个最基本的问题 - 为什么它有这么一个奇怪的名字?

3D XPOINT其实指的是一种由导线层组成的3D结构。在每一层里,导线并行运行,每层下面垂直堆叠这种结构。在每一层之间的垂直导线形成纵横交错的交叉点。

每个交叉点包括:
·一个“存储单元”,它可以存储一个单独的数据位。可以是二进制的一或零
·一个“选择器”,它允许一个特定的存储单元读取或重写。由它通过导线接收到的不同电压作限制。

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那么,它比起闪存最大的优势是什么呢?

3D XPOINT无需再使用NAND闪存芯片中的晶体管。NAND的工作原理是将电子来回移动于晶体管中的一个独立部分——称之为“浮空栅”,来表示二进制中的零和一。

这种技术的一个问题是,它不能随时重写单个比特的数据。解决方法只有将较大的内存块信息抹去,然后全部重写。

“这有点像一个停车场,当你想移动其中一辆的时候,却被堵住了。”英特尔执行官Rob Crooke说,“所以,你只有将它们全部重组。”

与此相反的是,3D XPOINT的工作原理是改变材料本身的性质,通过一个高电阻的电信号来代表一,一个低电阻信号来代表零。这么做的优点就是每个存储器单元可以被单独寻址,从根本上加快执行效率。还有一个附加的好处是,它比起传统的NAND耐用数百倍。

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固态硬盘比3D XPOINT慢1000倍,但售价更便宜。

这听起来很不错,那么传统的闪存即将过时了吗?

英特尔认为不是。固态硬盘 - 甚至较慢的硬盘 – 在一段时间内仍将会比3D XPOINT便宜许多,所以应该继续使用它们来存储大多数文件。通常来说新技术的出现都会有一个过度的过程。而不是直接将数据都复制过来,预计3D XPOINT上的应用程序数据将会比较匮乏,之后会移植过来。

作一个比喻,想象一个家具零售商把大部分的商品在集中在一个遥远的仓库里,这样成本低廉,但是交通却不便。这意味着他需要建立第二个小型的仓库,比第一个贵,但是连接高速公路,这样可以存放一些最受欢迎的产品。以此减少畅销商品的补货时间。

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DRAM仍比3D XPOINT快,但和闪存相比之间的差距小得多。

如果3D XPOINT真的是如此之快,为什么不直接用它完全取代RAM呢?

RAM相对于传统内存的速度优势在于其可以直接把数据一次性提供给处理器。但是,由于它们的生产成本相对昂贵,计算机制造商趋向于限制它的数量。每百万字节的3D XPOINT将会比等量的RAM便宜很多。

这种新技术还具有非易失性的先天优势,这意味着其关闭电源时不会“遗忘”信息。但是,遗憾的是它不总是比RAM快,因为一些应用程序的额外加速需要由传统技术提供。

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网络游戏公司可能会希望利用3D XPOINT代替服务器的RAM。

那么,3D XPOINT有没有一些绝对的优势,是RAM或者闪存达不到的呢?

网游公司可能会希望用3D XPOINT代替RAM。目前,单个服务器上的玩家数量受限于它所包含的RAM数量。
换成3D XPOINT对于一些简单的任务可能只有微小的、不明显的性能差别。

但它可以从根本上提高相同价格下可支持的人数。如果你想用这种新型芯片代替闪存,那么每次启动你的电脑时都需要存储一次操作系统文件。

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英特尔和镁光科技在此之前已经花费了十多年研究3D XPOINT。

许多用户都体验过新电脑带来的飞快开机速度,这得益于文件都在保存在SSD上,而不是磁盘驱动器。类似的性能飞跃,将会3D XPOINT上发生。

英特尔公司的营销总监Greg Matson表示:“这将会是一种瞬间的体验。”。其实3D XPOINT是否诱人取决于它的售价和你的时间有多么宝贵。

本文译自 bbc,由译者 小松鼠 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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