3D NAND Intelu: 144 vrstev, QLC jako primární režim?
Intel nyní na trh chystá novou 96vrstvou 3D NAND, jenž je ve zmíněném SSD 665p. Tato generace se začne vyrábět v Q4 2019. Zřejmě již příští rok má ovšem přijít další generace se 144 vrstvami – celkově by to měla být čtvrtá generace jeho 3D NAND. Údajn+ bude tato generace NAND už navržena primárně pro záznam QLC, Intel ani zatím TLC variantu příliš nezmiňoval. Firma zdá se hodlá QLC protlačit do většiny trhu, příští rok má být 144vrstvá QLC použita i v různých enterprise úložištích.
144vrstvé čipy QLC mají mít zachovánu stejnou kapacitu 1Tb jako 64vrstvé a 96vrstvé. Intel se tedy nebude soustředit na zvýšení kapacity, které by zase vedlo ke zvýšení minimální nutné kapacity u SSD. Místo toho zvýšení počtu vrstev využije ke zmenšení a tím zlevnění čipu.
Floating Gate je podle Intelu lepší než Charge Trap
Zajímavé je, že Intel také potvrdil, že tato a zřejmě i následující generace jeho 3D NAND budou stále používat technologii buňky Floating Gate (plovoucí hradlo), ačkoliv ostatní výrobci přešli u vrstvených pamětí na technologii buňky Charge Trap. Dokonce i Micron, který doposud s Intelem sdílel vývoj technologie Floating Gate, ovšem firmy teď spolupracovat přestávají.
Intel ovšem uvádí, že floting gate má lepší vlastnosti – údajně má dosahovat delší výdrže uloženého signálu. A to má být velmi důležité právě pro plán Intelu udělat z QLC mainstream a zřejmě touto levnější pamětí ve většině běžných aplikací (zřejmě včetně SSD pro nás běžný lid) nahradit TLC.
Také Intel chystá PLC NAND
A nejen to, Intel uvádí, že už zkoumá i možnost PLC, tedy záznamu rovnou pěti bitů do jedné buňky, zatímco TLC ukládá tři a QLC čtyři. Tím by se získalo dalších 25 % kapacity navíc, ovšem za cenu dalšího zhoršení výkonu a výdrže oproti QLC (navíc k degradaci, kterou zaznamenává QLC oproti TLC). O PLC NAND už letos promluvila Toshiba, která ji zatím zkoumá. Intel podobně jako tato firma uvádí, že má u této technologie ověřeno, že ji lze prakticky realizovat na bázi zmíněné technologie floating gate, ale zatím není nic řečeno o tom, kdy by mohla přijít.
Postupným vývojem ECC algoritmů, řadičů i samotné NAND by se se asi technologie QLC mohla zlepšovat a to by otevíralo cestu k vytvoření oné levnější a více náchylné varianty tím, že se tyto pokroky opět obětují na snížení ceny přidáním dalšího bitu (PLC). PLC NAND by asi mohla eventuálně vytvořit levnější alternativu pro méně náročné (nebo alespoň z hlediska výrobce méně náročné) produkty, pokud se Intelu podaří prosadit onu vizi „QLC všude“. PLC by pak tedy dostalo roli, kterou nyní hraje QLC ve vztahu k dnes mainstreamové TLC NAND.
Výhledy pro 3D XPoint
Firma nyní chystá druhou generaci Optane SSD, ale zřejmě bude zaměřená opět hlavně na enterprise a datacentra, tedy Optane SSD DC. Tato druhá generace má vyjít příští rok a budou ji představovat disky Alder Stream („olšový tok“). Podle Intelu tato SSD mají být až dvakrát rychlejší v náhodném přístupu k datům (70%/30% mix čtení a zápisů) než předchozí Optane SSD DC P4800X. Nějaké desktopové modely pro nadšence a hráče (následník Optane SSD 905p) momentálně nejsou ohlášené, ale objevit by se asi mohly i bez předchozího avizování.
Zdá se naopak, že Intel zcela zrušil dřív plánované cachovací moduly Optane Memory M15 a příbuzné nízkokapacitní M.2 moduly Optane SSD 815p (ty měly být následníkem Intel Optane SSD 800p). Pro SSD byla totiž kapacita cca 118 GB příliš nízká vzhledem k vysoké ceně. A u samostatných cachovacích modulů je zase příliš malý zájem, protože už je málo počítačů, které by měly jen HDD (a za cenu Optane Memory se už i to běžné SSD dá asi nyní koupit, takže nemá moc smysl nasazovat hybridní úložiště). Z řady Optane Memory tak asi zůstane jen kompletní hybridní úložiště v jednom modulu M.2 Optane Memory H10, které obsahuje jak cachovací část paměť 3D XPoint, tak hlavní SSD s QLC NAND.
Intel má roadmapu také pro nevolatilní paměťové moduly Optane DC Persistent Memory, kdy má vyjít vždy nová verze pro každou novou generaci procesorů Xeon. Pro současné Cascade Lake je kódové označení Apache Pass a následník určený pro 14nm čipy Cooper Lake a 10nm serverové Ice Lake příští rok je označený Barlow Pass, ovšem ještě k němu nejsou podrobnosti. V plánu jsou už i další dvě generace pro procesory Sapphire Rapids a jejich následníka (ten má tuším kódové označení Granite Rapids). Moduly pro tyto platformy by už asi měly být připojené rozhraním paměti DDR5.
Nevolatilní moduly Optane jako náhrada RAM i pro normální PC?
Nejzajímavější novinka zde ale asi je, že Intel má zřejmě v plánu posunout tuto technologii ze serverů i na pracovní stanice a možná i běžnější desktop PC. Brzy by totiž měly dostat podporu těchto modulů Xeony W a pozor, Intel údajně spolupracuje s Microsoftem na tom, aby podpora nevolatilní paměti Optave coby náhražky RAM eventuálně mohla přijít i do běžné uživatelské verze Windows. Poté by tento hardware mohl být používán i v normálním PC.
Intel zatím stále vyrábí jen první původní generaci pamětí 3D XPoint, na které jsou založené všechny současné disky Optane SSD a také moduly Optane DC Persistent Memory. Na ní by zřejmě měly být založené i některé z těchto nadcházejících produktů. Další generace je však v plánu a měla by zvýšit kapacity čipů, Intel by je údajně měl vyrábět jako čtyřvrstvé, zatímco první generace je dvouvrstvá. Teoreticky je možné použít také MLC/TLC a tak dále zaznamenávání dat, ale zda bude toto nasazeno v praxi už v druhé generaci 3D XPoint, Intel neříká.
