Intel/美光的3D Xpoint能夠撐起未來存儲的一片天嗎?

在2015年,一對好基友Intel和美光攜手發佈了革命性的存儲技術,名號稱爲“3D Xpoint”. 由於3D Xpoint是自NAND閃存問世以來引入的新型的存儲技術,自然在科技界立馬引起了轟動。大家都想知道,這個新生事物到底是何方神聖?

Intel/美光的3D Xpoint能夠撐起未來存儲的一片天嗎?

本文就帶領大家走進這個新科技。本文內容主要基於Intel Optane SSD的拆解。先來了解以下產品詳細參數:

Intel/美光的3D Xpoint能夠撐起未來存儲的一片天嗎?

看到上面的表格,估計很多朋友都會迷糊,我們這裏重點提一下上面表格中具有代表性的參數:

(1) 每顆芯片封裝容量是16GB;

(2) 內存效率達到91.4%;

(3) 整個die的內存密度是0.62Gb/mm^2;

(4) Array內存密度是0.69Gb/mm^2;

3D Xpoint到底是什麼呢?經過電子掃描電鏡SEM拍照發現,3D Xpoint實際上是PCM,即相變存儲器。具體一點就是Ge1Tb2Te4 PCM.

Intel/美光的3D Xpoint能夠撐起未來存儲的一片天嗎?

在3D Xpoint問世時,Intel和美光宣稱:

(1) 3D Xpoint比NAND閃存快1000倍;

(2) 3D Xpoint比DRAM存儲密度高10倍;

(3) 3D Xpoint比NAND閃存耐久性高1000倍;

而這些只是官方宣稱的理論數值,實際上效果如何呢?實踐出真知,我們來看實測數據。

存儲密度: 3D Xpoint VS DRAM

Intel/美光的3D Xpoint能夠撐起未來存儲的一片天嗎?

從上圖我們可以看到:

(1)3D Xpoint的存儲密度是0.62Gb/mm^2, 與三星18nm DRAM的存儲密度0.189Gb/mm^2相比,是後者的3.2倍;

(2)與美光20nm DRAM的存儲密度0.094Gb/mm^2相比,3D Xpoint的存儲密度是其6.6倍;

存儲單元大小: 3D Xpoint VS DRAM

Intel/美光的3D Xpoint能夠撐起未來存儲的一片天嗎?

從上圖我們可以看到:

(1)與三星18nm DRAM的存儲單元大小相比,3D Xpoint的存儲單元大小是其58%;

(2)與美光20nm DRAM的存儲單元大小相比,3D Xpoint的存儲單元大小是其36%;

存儲密度: 3D Xpoint VS 3D NAND

Intel/美光的3D Xpoint能夠撐起未來存儲的一片天嗎?

從上圖我們可以看到:

(1)與三星48層TLC V-NAND相比,3D Xpoint的存儲密度是其24%;

(2)與東芝/閃迪64層 3D NAND相比,3D Xpoint的存儲密度是其18%;

存儲單元面積效率: 3D Xpoint VS 3D NAND

Intel/美光的3D Xpoint能夠撐起未來存儲的一片天嗎?

從上圖可以看到,3D Xpoint的存儲單元面積效率爲53.2%,僅比2D NAND的43.9%好點,但相對與3D NAND,3D Xpoint還處於很大的劣勢。

存儲單元面積: 3D Xpoint VS 3D NAND

Intel/美光的3D Xpoint能夠撐起未來存儲的一片天嗎?

從上圖我們可以看到3D Xpoint的存儲單元面積比2D NAND和3D NAND都大很多,這也是造成存儲效率和存儲密度較低的主要原因。

總結:

與DRAM相比, 3D Xpoint的存儲密度並沒有10倍之多,而是美光20nm DRAM的6倍,三星1x DRAM的3倍;

與NAND相比,3D Xpoint的存儲密度只有東芝/閃迪 64層NAND的18%。比2D NAND具有更高的存儲單元面積效率,但是比3D NAND卻差很多!


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