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30.07.2015 - 

1000 mal schneller als Flash

Intel revolutioniert Storage-Technologie

Christian Vilsbeck war viele Jahre lang als Senior Editor bei TecChannel tätig. Der Dipl.-Ing. (FH) der Elektrotechnik, Fachrichtung Mikroelektronik, blickt auf langjährige Erfahrungen im Umgang mit Mikroprozessoren zurück.
Intel will zusammen mit Micron für eine Wachablösung bei Flash-Speichern in Servern, PCs und Storage-Lösungen sorgen. Mit 3D XPoint soll sich die Geschwindigkeit und Lebensdauer gegenüber herkömmlichen Flash-Storage um den Faktor 1000 erhöhen. Was steckt hinter der neuen Technologie?
Intel und Micron wollen mit 3D XPoint eine neue Ära in Speichertechnologien einläuten.
Intel und Micron wollen mit 3D XPoint eine neue Ära in Speichertechnologien einläuten.
Foto: Intel/Micron

1000 mal schneller als aktuelle Flash-Speicher, eine tausendfache Lebensdauer bei den Schreibzyklen und dann Packungsdichten, die um den Faktor 10 höher sind als bei RAM-Speicherbausteinen: Bei diesen Werten sprechen Intel und Micron wenig bescheiden von einem Durchbruch in der Speichertechnologie. Beide Unternehmen arbeiten seit Jahren schon bei Flash-Speichern zusammen, nun haben sie 3D XPoint entwickelt und vorgestellt. Seit der Einführung von NAND-Flash im Jahr 1989 handle es sich bei 3D XPoint laut den Unternehmen um die erste neue Speicherkategorie.

Wie funktioniert 3D XPoint?

3D XPoint ist wie NAND-Flash ein nicht flüchtiger Speicher. Ist der Strom weg, so bleibt die Information erhalten - im Gegensatz zum klassischen Arbeitsspeicher in PCs und Servern. Die Technologie verwendet keine Transistoren für die Speicherung der Bit-Informationen. Exakte technische Details haben Intel und Micron nicht bekannt gegeben, doch das Prinzip von 3D XPoint basiert auf einer dreidimensionalen "Cross Point" Architektur. Die Speicherzellen werden über sogenannte Selektoren individuell angesteuert, die in Schichten kreuzweise verlegt sind. Durch die kleine Größe der Speicherzelle kann der Status sehr schnell und mit geringeren Latenzzeiten als bei herkömmlichen NAND-Speichern geändert werden, wie Intel angibt.

Die räumliche Gitterstruktur erlaubt zusammen mit den kleinen "transistorlosen" Zellen eine hohe Packungsdichte. Anfangs produzieren Intel und Micron mit 3D XPoint Chips, die aus zwei Schichten dieser Speicherzellen bestehen. Auf einem Siliziumplättchen sind derzeit 128 Gbit Kapazität möglich. Allerdings sollen künftig die Speicherschichten zunehmen. Laut den Herstellern lässt sich die 3D XPoint-Technologie vertikal in "3D-Manier" skalieren. Ähnliche Verfahren gibt es bereits bei den NAND-Flash-Bausteinen von Intel/Micron sowie von Samsung. Auch hier skaliert die Kapazität der Chips durch mehrere übereinander "gelagerte Schichten von Speicherzellen. Derzeit sind bis zu 32 Schichten bei den Chip-Produzenten im Einsatz.