3D XPoint, la nuova generazione di memorie Intel

Intel, in partnership con Micron, ha presentato 3D XPoint, la nuova tecnologia di memorie non volatili altamente performante. Ecco le caratteristiche...

3D XPoint, la nuova generazione di memorie Intel

Intel, in partnership con Micron, ha presentato la nuova generazione di memorie che andrà ad impattare direttamente sulle performance di PC e data center. Si tratta della maggior rivoluzione nel campo delle memorie non volatili da 25 anni a questa parte. La nuova tecnologia, chiamata 3D XPoint, spinge le memorie non volatili ad una velocità di 1000 volte superiore rispetto allo standard NAND, che costituisce l’elemento più diffuso sul mercato ad oggi.  I nuovi materiali e le nuove tecniche costruttive, inoltre, garantiscono una densità di 10 volte superiore rispetto al passato, ottimizzando di fatto le performance.

Questa novità è equiparabile all’introduzione delle memorie flash NAND nel 1989. L’esplosione dei dispositivi connessi e dei servizi digitali sta generando enormi quantità di dati. Per supportare la mole di documenti da gestire sono necessari, quindi, strumenti di analisi e conservazione  molto più rapidi e performanti rispetto al passato. Stanno nascendo numerose sfide per i fornitori di servizi e produttori di sistemi di memoria e stoccaggio che devono bilanciare e trovare il giusto compromesso in termini di costi, potenza e prestazioni. La tecnologia 3D XPoint combina nel modo ottimale le prestazioni, la densità, il potere di elaborazione, la non volatilità e vantaggi in termini di costo rispetto a tutte le tecnologie di memoria disponibili sul mercato oggi.

Il mondo digitale cresce rapidamente – da 4,4 zettabyte di dati digitali creati nel 2013 a una previsione di 44 zettabyte entro il 2020. La tecnologia 3D XPoint può trasformare questa immensa quantità di dati in informazioni preziose in pochi nanosecondi. Ad esempio, i rivenditori possono utilizzare la tecnologia 3D XPoint per identificare più rapidamente i modelli di rilevamento delle frodi nelle transazioni finanziarie, mentre i ricercatori sanitari potrebbero elaborare e analizzare insiemi di dati in tempo reale, accelerando compiti complessi quali le analisi genetiche e il monitoraggio della malattia.

I vantaggi in termini di prestazioni della tecnologia 3D XPoint potrebbero anche migliorare l’esperienza di tilizzo del PC, consentendo ai consumatori di godere in tempi più rapidi dell’interattività dei mezzi di comunicazione sociale e di collaborazione, o anche rendere le esperienze di gioco più coinvolgenti. La natura non volatile della tecnologia offre anche la possibilità di essere sfruttata da applicazioni di storage a bassa latenza, in quanto i dati non vengono cancellati quando il dispositivo è spento. La soluzione basata su un’architettura innovativa, che permette un accesso dal dato più circoscritto e quindi più veloce, è costata un decennio di ricerca e sviluppo.

Per decenni, l’industria ha cercato un modo per ridurre il tempo di ritardo tra il processore e il trasferimento dei dati per consentire un’analisi molto più veloce,” ha affermato Rob Crooke, vice presidente senior e direttore generale di Non-Volatile Memory Solutions Group di Intel. “Questa nuova classe di memoria non volatile raggiunge questo obiettivo e offre prestazioni interessanti per soluzioni di memoria e di storage.”

Uno degli ostacoli più significativi nel campo dell’informatica moderna è il tempo necessario al processore per raggiungere i dati su storage a lungo termine,” ha dichiarato Mark Adams, presidente di Micron. “Questa nuova classe di memoria non volatile è una tecnologia rivoluzionaria che consente un rapido accesso ai set di dati e consente di utilizzare applicazioni completamente nuove.”

Come la nuova generazione di memorie influirà sui database?

L’annuncio del lancio di nuove memorie non volatili di nuova generazione da parte di Intel e Micron ha scatenato domande tra gli investitori, analisti, partner e clienti. La tecnologia 3D XPoint avrà degli effetti diretti nel mercato dei database. A questo punto il vero dubbio sembra spostarsi verso le performance di due sistemi differenti: i database in-memory e i database non in-memory. Questi ultimi possono ottenere gli stessi risultati rispetto all’altra soluzione se non migliori. Quindi non si tratta in realtà di garantire performance migliori a priori, quanto piuttosto di migliorare uno dei due standard assottigliando le differenze. L’approccio più corretto per beneficiare dei vantaggi in termini di velocità sembrerebbe essere per la verità basato su un utilizzo di entrambe le tecnologie sfruttandole alternativamente.

La tecnologia DRAM è dispendiosa e non è cambiata molto durante gli ultimi anni. Nel mondo ci sono 3 grandi produttori di memorie DRAM (Samsung Electronics, Micron e SK Hynix), il che vuol dire che non c’è una reale competizione tra questi, in quanto si spartiscono in modo più o meno equo il mercato.

Per quanto concerne la velocità, se tutto va come da piani, la tecnologia 3D XPoint sarà mille volte più veloce rispetto al Flash, ma comunque 10 volte più lenta rispetto a DRAM.

Quali sono i reali benefici per i database?

Redislab, azienda che commercializza uno dei database considerati più veloci al mondo, ha recentemente lanciato una tecnologia chiamata Redis-on-Flash che sfrutta contestualmente entrambe le soluzioni.  Questa tecnologia è stata sviluppata inizialmente su server IBM P8 dotati di CAPI e IBM FlashSystem salvo poi rendere la tecnologia utilizzabile su qualsiasi sistema/piattaforma x86 compreso il cloud pubblico VMs.

Redis-on-Flash tratta Flash, 3D Xpoint e altri tipi di tecnologie Storage Class Memory (SCM) come fossero delle RAM extender (o Slower RAM), permettendo di non preoccuparsi troppo della scrittura di dati su slower RAM. Per evitare una penalizzazione in termini di velocità, dovuta al cambio verso una memoria più lenta, il prodotto sviluppato da Redis continua a mantenere vivo il Dizionario Redis (una struttura interna di storing delle parti chiave) nella DRAM. Nel caso in cui la DRAM abbia una capacità addizionale libera, questa viene utilizzata liberando risorse. Questo tipo di soluzione può ottenere benefici dall’adozione della nuova tecnologia 3D Xpoint, nel momento in cui questa permette alle applicazioni di decidere quale parte di dati deve essere conservata su DRAM e quale invece su Slower RAM. Questo approccio permette di beneficiare di una miglior velocità complessiva spostando i dati da una parte all’altra a seconda delle esigenze e sempre nell’ottica di ottimizzazione dei tempi.

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