Punto X 3D

El desarrollo de 3D XPoint comenzó alrededor de 2012. ^{[ 8 ]} Intel y Micron habían desarrollado previamente otras tecnologías de memoria de cambio de fase (PCM) no volátil ; ^{[ nota 1 ]} Mark Durcan de Micron dijo que la arquitectura 3D XPoint difiere de las ofertas anteriores de PCM y utiliza materiales de calcogenuro tanto para las partes de selección como de almacenamiento de la celda de memoria que son más rápidos y más estables que los materiales PCM tradicionales como GST . ^{[ 10 ]} Pero hoy, se piensa que es un subconjunto de ReRAM . ^{[ 11 ]} Según las patentes, se puede utilizar una variedad de materiales como material de calcogenuro. ^{[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]}

Se ha afirmado que 3D XPoint utiliza resistencia eléctrica y es direccionable por bits. ^{[ 15 ]} Se han observado similitudes con la memoria de acceso aleatorio resistiva en desarrollo por Crossbar Inc. , pero 3D XPoint utiliza una física de almacenamiento diferente. ^{[ 8 ]} Específicamente, los transistores fueron reemplazados por interruptores de umbral como selectores en las celdas de memoria. ^{[ 16 ] [ 17 ]} Los desarrolladores de 3D XPoint indicaron que se basaba en cambios en la resistencia del material a granel. ^{[ 2 ]} El CEO de Intel, Brian Krzanich, respondió a las preguntas en curso sobre el material XPoint que la conmutación se basaba en "propiedades del material a granel". ^{[ 3 ]} Intel ha declarado que 3D XPoint no utiliza una tecnología de cambio de fase o memristor , ^{[ 18 ]} aunque esto es cuestionado por revisores independientes. ^{[ 19 ]}

Según la empresa de ingeniería inversa TechInsights, 3D XPoint utilizaba germanio-antimonio-telurio (GST) con bajo contenido de silicio como material de almacenamiento de datos, al que se accede mediante interruptores de umbral ovónicos (OTSes) ^{[ 20 ] [ 21 ]} hechos de selenio-germanio-silicio de fase ternaria con dopaje de arsénico. ^{[ 14 ] [ 12 ]}

3D XPoint fue la memoria independiente más producida basada en un almacenamiento distinto al de carga, mientras que otras memorias alternativas, como ReRAM o RAM magnetoresistiva , hasta ahora solo se han desarrollado ampliamente en plataformas integradas. ^{[ 22 ]}

A mediados de 2015, Intel anunció la marca Optane para productos de almacenamiento basados ​​en la tecnología 3D XPoint. ^{[ 23 ]} Micron (utilizando la marca QuantX ) estimó que la memoria se vendería a aproximadamente la mitad del precio de la memoria de acceso aleatorio dinámico (DRAM), pero de cuatro a cinco veces el precio de la memoria flash . ^{[ 24 ]} Inicialmente, una planta de fabricación de obleas en Lehi, Utah , operada por IM Flash Technologies LLC (una empresa conjunta de Intel y Micron) fabricó pequeñas cantidades de chips de 128 Gbit en 2015. Estos apilan dos planos de 64 Gbit. ^{[ 8 ] [ 25 ]} A principios de 2016 se esperaba que la producción en masa de los chips comenzara en 12 a 18 meses. ^{[ 26 ]}

A principios de 2016, IM Flash anunció que la primera generación de unidades de estado sólido alcanzaría un rendimiento de 95000 IOPS con una latencia de 9 microsegundos. ^{[ 26 ]} Esta baja latencia aumenta significativamente las IOPS con bajas profundidades de cola para operaciones aleatorias. En el Intel Developer Forum 2016, Intel demostró placas de desarrollo PCI Express (PCIe) de 140 GB que mostraban una mejora de 2,4 a 3 veces en los benchmarks en comparación con las unidades de estado sólido (SSD) flash NAND PCIe. ^{[ 27 ]} El 19 de marzo de 2017, Intel anunció su primer producto: una tarjeta PCIe disponible en la segunda mitad de 2017. ^{[ 28 ] [ 29 ]}

A pesar de la tibia acogida inicial en su lanzamiento, 3D XPoint, especialmente en la gama Optane de Intel, ha sido muy aclamado y ampliamente recomendado para tareas donde sus características específicas son valiosas. Analistas como Storage Review concluyeron en agosto de 2018 que, para cargas de trabajo de baja latencia, 3D XPoint producía 500 000 IOPS sostenidas de 4K tanto para lectura como para escritura, con latencias de 3 a 15 microsegundos , y que en la actualidad "no hay nada que se le acerque" ^{[ 30 ].} Por su parte, Tom's Hardware describió el Optane 900p en diciembre de 2017 como una "criatura mítica" que hay que ver para creer, y que duplicaba la velocidad de los mejores dispositivos de consumo anteriores ^{[ 31 ] .}

ServeTheHome concluyó en 2017 que en pruebas de lectura, escritura y mixtas, las SSD Optane eran consistentemente alrededor de 2,5 veces más rápidas que las mejores SSD para centros de datos de Intel que las habían precedido, las P3700 NVMe. ^{[ 32 ]} AnandTech señaló que las SSD Optane para consumidores tenían un rendimiento similar al de las mejores SSD sin 3D-XPoint para transferencias grandes, y que ambas eran "superadas" por el rendimiento de transferencia de grandes datos de las SSD Optane empresariales. ^{[ 33 ]}

El 16 de marzo de 2021, Micron anunció que cesaría el desarrollo de 3D XPoint para desarrollar productos basados ​​en Compute Express Link (CXL), debido a la falta de demanda. ^{[ 34 ] [ 35 ]} La fábrica de Lehi nunca se utilizó por completo y se vendió a Texas Instruments por 900 millones de dólares estadounidenses. ^{[ 36 ]}

Intel respondió en ese momento que su capacidad para suministrar productos Intel Optane no se vería afectada. ^{[ 37 ]} Sin embargo, Intel ya había descontinuado su línea de productos Optane para consumidores en enero de 2021. ^{[ 38 ]} En julio de 2022, Intel anunció el cierre de la división Optane, descontinuando efectivamente el desarrollo de 3D XPoint. ^{[ 39 ] [ 40 ]}

La mayoría de los dispositivos Optane se presentan al ordenador como unidades de estado sólido (SSD) NVMe . Pueden conectarse al ordenador mediante un formato M.2 , un formato U.2 o una tarjeta de expansión PCI Express . Cuando Optane se utiliza como una SSD convencional (en cualquiera de estos formatos), sus requisitos de compatibilidad son los mismos que para cualquier SSD tradicional. Por lo tanto, la compatibilidad depende únicamente de si el hardware , el sistema operativo y los controladores son compatibles con NVMe y SSD similares: la capacidad de conectarse al hardware, el sistema operativo, la BIOS/UEFI y la compatibilidad de los controladores con NVMe, así como una refrigeración adecuada. Por consiguiente, las SSD Optane son compatibles con una amplia gama de chipsets y CPU , tanto antiguos como nuevos (incluidos chipsets y CPU que no son de Intel).

Intel comercializa un pequeño subconjunto de sus dispositivos Optane como "Intel Optane Memory", a diferencia de los "Optane SSD" convencionales. Estos también se conectan mediante M.2 y pueden presentarse como una unidad SSD. Sin embargo, en combinaciones compatibles de placas base Intel (con chipset y BIOS) y CPU, estos dispositivos también pueden utilizarse como caché para un dispositivo más lento. ^{[ 44 ]}

Según Intel, la memoria Optane funciona en un modo con menor latencia en comparación con las unidades SSD Optane. El almacenamiento en caché se realiza mediante una extensión del controlador de la tecnología de almacenamiento rápido , que selecciona automáticamente las partes más utilizadas de otra unidad para incluirlas en la caché. ^{[ 45 ]}

(Algunas de las primeras unidades SSD con la marca Optane son dispositivos NAND convencionales con una caché Optane).

Intel comercializa algunas unidades SSD Optane con la tecnología Intel Memory Drive Technology. Estos dispositivos utilizan interfaces PCIe estándar (M.2, U.2 o PCIe AIC), pero, además de funcionar como SSD, también pueden funcionar como memoria principal con la colaboración del sistema operativo. Cuando se utilizan como memoria, se manejan como si fueran memoria volátil ; la principal ventaja es el coste. ^{[ 46 ]} Según la guía de configuración de Intel, se puede esperar un buen rendimiento al añadir hasta ocho veces la capacidad de memoria real del sistema. Las unidades SSD Optane anteriores también pueden utilizarse de esta manera tras adquirir una licencia independiente para el software MDT. ^{[ 47 ]}

Más inusuales son los módulos "Optane Persistent Memory" (2019) o Data Center Persistent Memory Modules (DCPMM) que se conectan a ranuras DIMM estándar , convirtiéndolos en NVDIMM . En placas base compatibles, se conectan directamente al controlador de memoria de la CPU, como la memoria convencional. Se pueden usar como memoria volátil o en modo de "memoria persistente", donde funcionan como un dispositivo de bloques muy rápido . Hay disponibles módulos de hasta 512 GB. Su latencia es un orden de magnitud mayor que la de la SDRAM, en comparación con las otras opciones de Optane, que presentan una diferencia de latencia de dos órdenes de magnitud. ^{[ 46 ] [ 48 ]}