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斷電不“失憶” 速度快千倍

  • 發佈時間:2015-07-31 01:30:31  來源:科技日報  作者:佚名  責任編輯:羅伯特

  ■今日視點

  本報記者 常麗君

  英特爾和美光公司最近推出的革命性新技術——3D Xpoint存儲技術,速度是現有存儲卡和電腦固態驅動器所用NAND快閃記憶體技術的1000倍。兩家公司認為,這是自1989年推出NAND快閃記憶體以來的第一個新“主流記憶體”,並預測它將有助於加速科學研究,帶來更複雜的視頻遊戲及其他更多的好處。有專家對此評價稱“存儲技術又前進了一大步”。

  Technalysis 諮詢公司分析師鮑勃·奧多尼爾説:“其他公司也談論過新型存儲技術,但3D Xpoint晶片是能製造出來的——這才是它引起這麼大轟動的原因。”如果一切順利,第一批有著3D Xpoint(3維交叉點)特徵的産品將在明年進入市場,但價格尚未公佈。

  雖然3D Xpoint晶片的存儲速度還趕不上RAM(隨機存取記憶體),但它能在斷電時保留數據——這是它相對RAM的一個關鍵優勢。英特爾公司指出,它並非快閃記憶體或RAM的替代品,而是能與二者結合使用,讓某些數據離處理器“更近”,以便更快地存取。

  為何名字這麼怪?

  新存儲晶片是一種多層線路構成的三維結構,每一層上線路互相平行,並與上下層的線路互成直角,層與層間的有“柱子”似的線在上下層的交錯點連接。每根“柱子”有一個“記憶單元”和一個“選擇器”。記憶單元能存儲一個比特的數據,代表二進位代碼中的一個1或0;選擇器允許讀寫特定的記憶單元,通過改變線路電壓來控制訪問。

  為何速度還要快?

  對瀏覽、拍照、錄視頻來説,智慧手機和PC電腦中的快閃記憶體好像已經足夠快了,我們為何還要更快的記憶體?在另外一些情況下,目前的存儲技術太慢或有局限,尤其在執行所謂的“大數據”任務時,比如要測序、分析人類的基因DNA,這在新型和個性化醫療方面極具潛力;還有複製海量資訊,或在短時間內來回執行密集操作等。更快的記憶體有助雲伺服器更好地處理大文件。

  新存儲晶片速度快,對視頻遊戲商來説也是一項福利。目前遊戲場景的設計受到RAM存儲數據量的限制,所以玩家有時候不得不暫停一下,等待載入遊戲新的部分。如果數據能從3D Xpoint晶片更快地下載,理論上就能夠提供更大、更開闊的視界和更流暢的體驗。

  比記憶體有優勢?

  與快閃記憶體相比,3D Xpoint的最大優勢是不用電晶體,而電晶體是NAND晶片的核心。NAND晶片靠電子在電晶體的“浮動柵”來回移動工作,它不能直接修改比特數據,而是要擦掉更多的資訊,然後重寫合併新的。

  英特爾總裁羅勃·克魯克説:“這有點像一個停車場,要想移動一輛車,會讓其他汽車擠在一起。你不得不把它們重新排列,才能讓一個新的汽車進來。”而3D Xpoint晶片是靠改變存儲材料的性質來工作,高電阻代表1,低電阻代表0。這樣每個存儲單元都能獨立工作,從根本上提高了速度。此外,它的可靠耐用時間是NAND的幾百倍。

  快閃記憶體和RAM被淘汰?

  英特爾公司認為,在未來一段時間裏,固態驅動器仍比3D Xpoint晶片便宜得多,繼續用它來存儲大部分文件仍是有意義的。新技術將作為一種中間步驟存在。它不是直接把數據從更慢的記憶體複製到RAM上,程式會預測可能需要什麼數據,然後提前把它轉移到3D Xpoint晶片上。

  這就像傢具零售商在一個偏僻貨倉存儲了大量傢具,雖然節省成本,但運輸道路卻很慢。他會在有高速公路的地方再建一個較小的貨倉,雖然這更昂貴些,他可以有選擇地把那些最需要的傢具存在這裡,這樣進貨和出貨花費的時間會更少。

  而RAM仍有速度優勢,在收集直接進入處理器的數據方面一直是最佳之選,某些要求超快速度的應用還是需要老技術來提供。但它生産成本相對較高,電腦製造商往往會限制其中RAM的數量。3D Xpoint每兆字節無疑比相同數量的RAM要便宜得多。新技術的優點是加入了非易失性,也就是在斷電時不會“忘記”資訊。

  網路遊戲公司可能希望用3D Xpoint晶片來替代他們電腦伺服器上的RAM。目前,一台伺服器能承載的玩家數量是有限的,受它裏麵包含的RAM數量的限制。如果換用3D Xpoint晶片,對許多簡單任務來説,性能上可能只有很小的差異,但卻能從根本上提高所支援的人數而成本不變。

  如果你想用這種新的晶片而不是快閃記憶體,將是用它來存儲作業系統文件,這些是每次啟動電腦都需要的。用戶在新電腦上也有更快的體驗,因為這些文件保存在固態驅動器上而不是磁片驅動器,如果用3D Xpoint晶片,也會體驗到類似的速度飛躍。

  英特爾銷售主管格雷戈·馬特森説:“它會給你一種瞬間的體驗。”要證明3D Xpoint晶片是不是真的很誘人,還取決於它的成本和你的耐心。

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