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インテル、マイクロンが共同で1000倍高速な不揮発メモリ「3D XPoint」を発表

2015年7月28日(米国時間)インテルとマイクロンが共同で、従来のフラッシュメモリ比べて、1000倍高速で、1000倍書き換え耐性のある不揮発メモリ、「3D XPoint」を発表した。

 
 Intel、NANDの1,000倍高速な不揮発性メモリを開発
 http://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/20150729_713996.html

従来のフラッシュメモリは、読書速度が遅く、書き換え耐性1〜10万回と低かった。トランジスタが不要なのは、メモリセルがセレクタから送られるさまざまな電圧でリード/ライトできるためで、これにより大容量化と低コスト化を実現。以下の動画の2分26秒に、その仕組がアニメーションで説明されている。リンクをクリックすると2分26秒から動画が始まる。
 3D XPoint™ Technology Revolutionizes Storage Memory
 

          書き換え耐性
 フラッシュメモリ   10万回 10の5乗
 3D XPoint   1億回 10の8乗
 DRAM     1000兆回 10の15乗
書き換え耐性から言ってDRAMの代替にはならないが、フラッシュの性能は超えている。

フラッシュメモリの書き換え耐性は、記憶素子単体の書き換え寿命は短命なものでは数百回が限界で、長くて数万回程度、NOR型よりもNAND型の方が劣化が激しいとの事。その劣化を抑えるために、コントローラ回路で書き換えエリアが偏らないようにすることで、数万回〜数百万回の書き換え耐性を実現している。

 Wikipedia:フラッシュメモリ

そういうシステムなので、初期の未熟なコントローラーの製品は、1年程度で全く読み込めなくなる製品が結構あるとの事

 2015.7
 [Que!] SSDが壊れた方は過半数!しかもアクセス不能な場合が…
 http://que.impress.co.jp/summary/index/detail?summary_id=601

これを見ると、故障すると完全に読み込めないケースが多く、かなり致命的なものが多い。反面、2年使っても大丈夫なこともあり、当たり外れがあるハードという感があったが、3D XPointであれば、1000倍の書き込み耐性があるとのことなので、そう言うムラの多い状態も解消されるだろう。

容量的にも128Gbit品(16GBbyte)が今年中に量産体制に入るとの事なので、十分な容量のようだ。基本的に同じプロセス密度であれば、DRAMよりも8~10倍大容量にできるという。この容量は、大体NANDフラッシュと同等の容量であるので、これから、3D XPointに移行するのではないかと思う。

記録材料についてはインテル、マイクロンからは発表はなかったが、2013年12月に発表された記録素材が、性能が似通っているので、これではないかと自分は見ている。

 少電流・高速・1億回書き換え可能な相変化メモリをLEAPが開発
 https://www.semiconportal.com/archive/editorial/technology/process/131212-leap.html

この素材はGe(ゲルマニウム)Sb(アンチモン)Te(テルル)合金を使ったもので、従来、溶かしてアモルファス状態にして抵抗値を変化させて記録していたものが、溶かさず、少ない電流で相変化をおこし、抵抗値が1〜2桁程度変化する。

  • Ge/Te薄膜とSb2Te3薄膜を交互に積み重ねた超格子構造を形成している。二つの薄膜間でGe原子が行き来して超格子結晶Aと超格子結晶Bとの相変化によって、抵抗値が1〜2桁変化する。それを0,1として記録する。

溶かさないでできるので、少ない電力で良く、読み書き耐性も速度の両面で改善されるという。

容量的には、NANDフラッシュに近く、耐久性が1000倍高くて信頼性があり、読み書きも1000倍早いということなので、かなり有望な不揮発メモリだ。DRAMの代替にはならないが不揮発メモリが1000倍、高信頼、高速になるだろう。今後、積層させるなどして、さらなる大容量化も狙うという。

信頼性が高まり、高速になるので、サーバ用途のよくアクセスされるファイルをキャッシュとして記憶しておき、読みだすとか無数にあるパターンから、瞬時に読みだして、情報を解析するソフトに使えると思う。例えば、空港の監視カメラからテロリストの人相を瞬時に整合させ、アラートを流すとか、そういう使い方もできるかもしれない。使い方を誤ると監視社会の強力なツールになる。あるいは、無数のパターンから自律的に思考するリアルタイムAIシステムで概念を理解したコンピューター。従来DRAMで記録するには、大電流が必要であったが不揮発で10倍大容量、高速であれば、省電力で大量のデータにアクセスできる。瞬時にパターンを整合し、状況を認識し、それに基づいて行動する。言語で言えば、動詞(モーションパターン+目的)を理解し、行動を把握できるコンピューター。そして、その行動イメージに合わせて自分を動かし、見て考えたことを自律的に行動に移せるコンピューターが出来る。それが大電流でない状態でできるので、コンパクトで人間のようなサイズのAndroidが出来る。この先に、ターミネータースカイネットやターミーネーターそのものという負の世界から鉄腕アトムみたいなものが見えてくる。