Video: Clase de memorias RAM y ROM Parte 1 (Noviembre 2024)
Uno de los temas más importantes en las conferencias de tecnología de hardware este año es que estamos al borde de un cambio dramático en la forma en que los sistemas almacenan y acceden a los datos. Claro, hemos visto que la memoria se acelera con el tiempo, y hemos visto que el almacenamiento flash complementa o incluso reemplaza los discos duros en muchas aplicaciones, pero la nueva "memoria de clase de almacenamiento" promete un cambio aún más fundamental. Este tema ha estado llamando la atención en muchas conferencias este año, a medida que nos acercamos a los productos de envío de Intel y Micron basados en su memoria 3D XPoint. Fue un gran tema en la Cumbre de Memoria Flash de la semana pasada.
Durante años, casi desde los albores de la informática, hemos tenido dos formas básicas de almacenar cosas. El almacenamiento a corto plazo es rápido, relativamente costoso y volátil, lo que significa que cuando se corta la energía, los datos desaparecen. Esto ha sido principalmente memoria de acceso aleatorio dinámico (DRAM), y la cantidad que puede conectar a una computadora es limitada. Además, más o menos desde los albores de las CPU basadas en transistores, también hemos tenido una memoria estática de acceso aleatorio (SRAM) integrada en la propia CPU, que es aún más rápida, aún más costosa y está disponible en cantidades relativamente pequeñas. También hemos tenido un almacenamiento persistente, ya sea tarjetas perforadas, cintas, discos duros o almacenamiento flash, que es mucho menos costoso pero también mucho más lento y generalmente disponible en una capacidad mucho mayor.
El "santo grial" para la industria de la memoria sería crear algo que tenga la velocidad de DRAM pero la capacidad, el costo y la persistencia de la memoria flash NAND. Sin embargo, eso sigue siendo solo una idea. Fantasía. El cambio de SATA a interfaces más rápidas como SAS y PCI-Express utilizando el protocolo NVMe ha hecho que las SSD sean mucho más rápidas, pero no se acercan a la velocidad de DRAM. Los DIMM no volátiles (NV-DIMM), que colocan la memoria flash en el bus de memoria más rápido, intentan cerrar la brecha mientras continúa el trabajo en formas emergentes de memoria como 3D XPoint y otros dispositivos de cambio de fase, ReRAM (RAM resistiva) y STT-MRAM (RAM magnética de par de transferencia de giro).
En la Flash Memory Summit, parecía que casi todos los oradores mostraban un gráfico que hablaba de cómo la nueva "memoria de clase de almacenamiento" o "memoria persistente" encajaba en la jerarquía de almacenamiento en un sistema. Esto incluye Storage Network Industry Association (SNIA) en la diapositiva anterior y Western Digital en la parte superior de la publicación. (Tenga en cuenta que nadie está hablando de cintas o incluso Blu-Ray utilizados para el almacenamiento de archivos). SNIA está impulsando un estándar para NV-DIMM como algo que podría agregarse a los sistemas hoy en día. Se supone que es un estándar de la industria con varias tecnologías subyacentes diferentes. Podría usarse hoy con una combinación de memoria flash NAND y DRAM respaldada por batería, por lo que sería tan rápido como DRAM pero aún persistente, aunque más costoso que DRAM.
El candidato más obvio para una gran cantidad de memoria persistente en un plazo relativamente cercano es la memoria 3D XPoint, una memoria de cambio de fase desarrollada por Intel y Micron.
Intel había dicho anteriormente que esperaba vender SSD Optane con esta memoria para fin de año bajo la marca Optane con DIMM que presentarán la tecnología en algún momento posterior. En la feria, Micron anunció que comercializaría sus productos con el nombre de QuantX y se centraría en el estándar NVMe para conectar dichas unidades al sistema principal. Micron dijo que sus unidades podrían entregar más de 10 veces el número de operaciones de entrada / salida (IOP) que NAND, y proporcionar más de 4 veces la huella de memoria de DRAM.
Intel hizo una presentación que detalla las ventajas del estándar NVMe, señalando que la sobrecarga de los buses SAS y SATA tradicionales para discos duros se ha convertido en un cuello de botella en el rendimiento de SSD; y cómo pasar al nuevo estándar de conexión tendría una buena mejora de rendimiento para los SSD flash NAND tradicionales, pero fue crucial para los nuevos recuerdos, ya que son mucho más rápidos.
Ni Intel ni Micron han dado capacidades o precios exactos todavía, pero han hablado en el pasado sobre cómo debería ser entre los precios flash DRAM y NAND. Varios analistas especularon que el costo de fabricación de 3D XPoint hoy es en realidad más alto que DRAM, pero la mayoría cree que eso cambiará si la tecnología puede alcanzar un volumen lo suficientemente alto.
Hay otras tecnologías que compiten por convertirse en memorias alternativas convencionales.
STT MRAM existe en pequeños volúmenes hoy en día, utilizado principalmente en entornos muy especializados que requieren una memoria muy duradera y duradera en cantidades bastante pequeñas. Hoy en día, dicha memoria ofrece escrituras mucho más rápidas que NAND, pero con una capacidad muy limitada, solo hasta aproximadamente 256 megabits. A modo de comparación, los fabricantes de NAND están hablando de chips de 256 Gb y 512 Gb (o 64 GB). Everspin ha prometido una versión de 1Gb para fin de año. Es fácil imaginar que esto se vuelva más popular, pero la capacidad probablemente no sea suficiente para una implementación a gran escala.
Fujitsu ha discutido la memoria ferrorelectrica de acceso aleatorio (FRAM), esencialmente un tipo de RAM no volátil, pero solo se ha demostrado en densidades muy pequeñas.
Una variedad de compañías están trabajando en variantes de RAM Resistiva (ReRAM), y de hecho esta es la tecnología que WD (que ahora incluye lo que solía ser SanDisk) dice que parece más prometedora para la memoria de clase de almacenamiento. Pero no está claro cuándo tales tecnologías llegarán al mercado.
Un gran problema que enfrentan todos estos tipos de recuerdos es el desarrollo de sistemas que realmente puedan aprovecharlos. Los sistemas actuales, desde las aplicaciones hasta los sistemas operativos y las interconexiones entre los sistemas de memoria, están diseñados para la división tradicional entre la memoria operada con cargas y almacenes, y el almacenamiento persistente programado en bloques. Todo eso tendrá que cambiar para que cualquiera de estas tecnologías se generalice. Varios oradores discutieron posibles aplicaciones tempranas, con Huawei hablando de computación cognitiva y Micron discutiendo aplicaciones de servicios financieros, todo lo cual tiende a querer grandes cantidades de datos en memoria relativamente rápida.
Será fascinante ver cómo se desarrolla esto en los próximos años.
