Depolama sınıfı belleği: yeni devrim

Bu yıl, donanım teknolojisi konferanslarındaki en büyük temalardan biri, sistemlerin depolanması ve verilere erişme biçiminde çarpıcı bir değişimin eşiğindeyiz. Tabii ki, zamanla belleğin daha hızlı arttığını ve birçok uygulamada flash depolama desteği veya sabit disklerin yerini aldığını gördük, ancak yeni "depolama sınıfı bellek" daha da temel bir değişiklik vaat ediyor. Bu konu, bu yıl pek çok konferansta dikkat çekmeye başladı, çünkü 3D XPoint belleklerine dayanan Intel ve Micron nakliye ürünlerine yaklaşıyoruz. Geçen haftaki Flash Bellek Zirvesi'nde büyük bir konuydu.

Yıllarca -bilgisayarın başlangıcından beri- şeyleri saklamak için iki temel yöntemimiz vardı. Kısa süreli depolama hızlı, nispeten pahalı ve geçicidir, yani güç kesildiğinde veriler kaybolur. Bu çoğunlukla dinamik rasgele erişim belleği (DRAM) olmuştur ve bir bilgisayara ekleyebileceğiniz miktar sınırlıdır. Ayrıca, transistör tabanlı CPU'ların başlangıcından bu yana, CPU'nun içine yerleştirilmiş, hatta daha hızlı, daha pahalı ve sadece nispeten küçük miktarlarda bulunan statik rasgele erişim belleğine (SRAM) sahip olduk. Ayrıca, daha az pahalı ama aynı zamanda çok daha yavaş ve genellikle çok daha büyük kapasitede bulunan delikli kartlar, bantlar, sabit diskler veya flash bellekler gibi kalıcı bir depolama alanımız oldu.

Bellek endüstrisi için "kutsal kâse", DRAM hızına sahip olan ancak NAND flash belleğin kapasitesi, maliyeti ve sürekliliği olan bir şey bulmak olacaktır. Bu olsa da, sadece bir fikir kalır. Fantezi. SATA'dan NVMe protokolünü kullanan SAS ve PCI-Express gibi daha hızlı arayüzlere geçiş, SSD'leri çok daha hızlı, ancak DRAM hızına yakın hiçbir yerde yapmamıştır. Flaş belleği daha hızlı bellek yoluna koyan uçucu olmayan DIMM'ler (NV-DIMM'ler), 3D XPoint ve diğer faz değiştirme cihazları, ReRAM (dirençli RAM) gibi yeni ortaya çıkan bellek biçimleriyle devam ederken boşluğu kapatmaya çalışıyor ve STT-MRAM (Döndürme Transfer Torku Manyetik RAM).

Flash Bellek Zirvesi'nde neredeyse her konuşmacı, bir sistemdeki depolama hiyerarşisine ne kadar yeni "depolama sınıfı hafızası" veya "kalıcı hafızanın" uyduğunu anlatan bir grafik gösteriyor gibiydi. Bu, yukarıdaki slayttaki Depolama Ağı Endüstrisi Birliği'ni (SNIA) ve yazının en üstündeki Western Digital'i içerir. (Kimse kasetten, hatta arşiv depolamak için kullanılan Blu-Ray'den bahsetmediğini unutmayın). SNIA, bugün sistemlere eklenebilecek bir şey olarak NV-DIMM'ler için bir standardı zorluyor. Bunun, çeşitli temel teknolojilere sahip bir endüstri standardı olması amaçlanmıştır. Bugün NAND flaş ve batarya destekli DRAM kombinasyonu ile kullanılabilir, bu nedenle DRAM kadar hızlı olur, ancak DRAM'den daha pahalıysa hala kalıcı olur.

Nispeten yakın vadede büyük miktarda kalıcı bellek için en belirgin aday, Intel ve Micron tarafından geliştirilen bir aşama değiştirme belleği olan 3D XPoint belleğidir.

Intel daha önce bir süre sonra teknolojiyi içeren DIMM'lerle Optane markası altında yıl sonuna kadar bu hafızayla Optane SSD'leri satmayı beklediğini söylemişti. Gösteride Micron, ürünlerini QuantX adı altında markalaştıracağını ve bu tür sürücüleri ana sisteme bağlamak için NVMe standardına odaklanacağını açıkladı. Micron, sürücülerinin NAND’dan 10 kat fazla giriş / çıkış işlemi (IOP) sunabileceğini ve DRAM’in bellek kapladığı alanın 4 katından fazlasını sağlayabileceğini söyledi.

Intel, geleneksel SAS ve SATA veri yollarının sabit diskler için ek yükünün SSD performansında bir tıkanıklık haline geldiğini belirterek NVMe standardının avantajlarını ayrıntılarıyla anlatan bir sunum yaptı; ve yeni bağlantı standardına geçmenin, geleneksel NAND flash SSD'ler için iyi bir performans iyileştirmesi sağlayacağını, ancak çok daha hızlı oldukları için yeni anılar için çok önemliydi.

Ne Intel ne de Micron henüz tam kapasite ya da fiyatlandırma yapmadı, ancak geçmişte DRAM ve NAND flaş fiyatlandırması arasında olması gerektiği hakkında konuştu. Birkaç analist bugün 3D XPoint'in üretim maliyetinin DRAM'den daha yüksek olduğunu, ancak teknolojinin yeterince yüksek bir hacme ulaşması durumunda değişeceğine inanıyor.

Ana akım alternatif anılar olmaya çalışan başka teknolojiler de var.

STT MRAM, günümüzde küçük hacimlerde bulunur, çoğunlukla oldukça dayanıklı, uzun ömürlü bellek gerektiren çok özel ortamlarda oldukça küçük miktarlarda kullanılır. Bugün bu bellek NAND'dan çok daha hızlı yazma sunuyor, ancak çok sınırlı kapasiteye sahip, sadece 256 megabit'e kadar. Karşılaştırma için, NAND üreticileri 256 Gb ve 512 Gb (veya 64 GB) cips hakkında konuşuyor. Everspin, yıl sonuna kadar 1 Gb sürümü vaat etti. Bunun daha popüler hale geldiğini hayal etmek kolaydır, ancak kapasite muhtemelen geniş ölçekli dağıtım için yeterli değildir.

Fujitsu, esasen uçucu olmayan bir RAM türü olan ferroelektrik rasgele erişim belleğini (FRAM) tartıştı, ancak yalnızca çok küçük yoğunluklarda gösterildi.

Çeşitli şirketler Dirençli RAM (ReRAM) varyantları üzerinde çalışmaktadır ve aslında WD'nin (şimdi SanDisk olanı içeren) WD'nin depolama sınıfı bellek için en umut verici göründüğünü söylediği teknolojidir. Ancak bu teknolojilerin piyasaya ne zaman varacağı belli değil.

Tüm bu tür anıların karşılaştığı en büyük sorun, bunlardan gerçekten faydalanabilecek sistemleri geliştirmektir. Mevcut sistemler - uygulamalardan işletim sistemlerine, bellek sistemleri arasındaki ara bağlantılara kadar her şey - yüklerle ve depolarla çalıştırılan bellek ile bloklar halinde programlanmış kalıcı depolama arasındaki geleneksel bölme için tasarlanmıştır. Bu teknolojilerin herhangi birinin ana akım haline gelmesi için değişmesi gereken her şey. Bazı konuşmacılar olası erken uygulamaları tartıştı, Huawei bilişsel bilgi işlemden bahsetti ve Micron finansal servis uygulamalarını tartışıyordu;

Bunun önümüzdeki birkaç yıl içinde nasıl bir şekilde ortaya çıktığını görmek büyüleyici olacak.