Speedy Semiconductor, der x-te Anlauf

2016 arbeitet Storage 1000x schneller

| Autor / Redakteur: Walter Schadhauser / Rainer Graefen

Bei 3D Xpoint wird an den Kreuzungspunkten wird gespeichert. Mehrere Speicherebenen sind möglich.
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Bei 3D Xpoint wird an den Kreuzungspunkten wird gespeichert. Mehrere Speicherebenen sind möglich. (Intel)

Nun preschen auch Intel und Micron mit einem "neuen" Speichertyp nach vorne. Neben Phase Change Memory, Memristor, STT RAM und anderen bringen die beiden Firmen den 3D-Xpoint-Speicher an die Startrampe. Doch die Frage lautet auch hier: wer kann Flash verdrängen?

Zwischen einer Nanosekunde und einer Millisekunde liegen eine Million Nanosekunden. Was könnte man in dieser Zeitspanne nicht alles tun - wenn man eine Maschine mit Zugriff auf schnellen Speicher wäre.

Nach unten hin ist DRAM derzeit nicht zu schlagen. Das dynamische RAM benötigt nur wenige Nanosekunden um Daten zu liefen. Dann kommt lange Zeit nichts. Flash-Speicher ist mit etwa 100.000 bis 800.000 Nanosekunden wesentlich langsamer.

Die Konkurrenz

Viele Hersteller drängt es die Zugriffslücke zwischen 5 Nanosekunden und 1000 Nanosekunden mit innovativen Halbleiterspeichern zu erobern. IBM zum Beispiel wirbt seit mehreren Jahren für PCM, etwas zögerlicher für STT-RAM und bei Racetrack-Memory könnte Big Blue sogar wieder selbst in die Fertigung einsteigen, die man ansonsten gerne Industriepartnern wie Hynix überträgt. HP arbeitet seit vielen Jahren daran seinen Memristor mit neuen Materialien bis 2020 auf Produktionsniveau zu heben und für "The Machine" einzusetzen.

Und nun kündigen Intel und Micron an, dass sie noch 2015 erste Muster an Interessenten ausliefern wollen und anscheinend fähig sind, 2016 in die Massenproduktion einzutreten. Die wichtigen Parameter klingen interessant: 3D Xpoint hat, verglichen mit DRAM, eine 10fach höhere Speicherdichte, arbeitet 1.000 mal schneller und ist 1.000 Mal robuster bei Schreibvorgängen als Flash.

Die Marktchancen

Doch PCM-Memory kann mit ähnlichen und besseren Werten aufwarten und kommt trotzdem nicht in die Puschen. Die erste Markteinführung scheiterte vor etwa drei Jahren allerdings daran, dass nur ein Bit pro Zelle gespeichert werden konnte, inzwischen sind es drei wie dies nun auch bei Flash mit der TLC-Technik der Fall ist.

Die Layer von 3D Xpoint kann man zwar aufeinander stapeln, allerdings lassen sich pro Zelle nicht acht Werte speichern, sondern nur einer. Der Intel-Micron-Speicher wird in 20 Nanometer Strukturbreiten gefertigt und ist damit nah am Stand der Prozessorfertigungstechnik mit 14 Nanometern. Der Chip hat aber noch Potenzial nach oben, da im nächsten Fertigungsschritt eine Vervierfachung der Speicherkapazität möglich ist.

Die Speicherkapazitäten liegen bei 128 Gigabit. TLC-Flash von Samsung oder Micron bringt es dagegen auf 384 GBit oder anders ausgedrückt auf 48 GByte. Wie bei den Alternativen werden Intel und Micron damit zu kämpfen haben, dass Flash preiswert zu produzieren ist und inzwischen von dessen Produzenten mit Garantiezeiten von sieben bis zehn Jahren ausgestattet wird.

Nicht zuletzt gibt es derzeit nur wenige Anwendungen, die den 1000 Mal langsameren Flash-Speicher ausreizen könnten. Dieses Problem sehen wohl auch die beiden 3D-Xpoint-Protagonisten, die eine Positionierung ihres Halbleiterspeichers bei leistungsfordernden KI-Systeme, der Echtzeit-Analysen von Krankheitsausbrüchen oder auch beim Gaming in 8K-Auflösung propagieren. Da werden noch viele Marketinggelder fließen müssen, bis die Headline auch nur zu einem kleinen Teil wahr wird.

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