Systembeschleunigungslösung Was ist Intel Optane / 3D XPoint?

Anbieter zum Thema

DataCore Software GmbH

FAST LTA GmbH

Impossible Cloud GmbH

3D XPoint ist die Bezeichnung einer Phasenwechselspeichertechnologie für nichtflüchtigen Datenspeicher. Sie wurde von Intel und Micron Technology entwickelt. Intel verkaufte Produkte mit dieser Technologie unter dem Markennamen Optane, hat die Technologie aber bereit 2022 abgekündigt. Ein Optane-Speicher vereint Vorteile von DRAM und NAND-Flash und wird als Systembeschleunigungslösung für langsamere Speichergeräte wie Festplatten oder SSDs genutzt.

3D XPoint ist eine Speichertechnologie für nichtflüchtigen Datenspeicher auf Basis eines Phasenwechselspeichers. Informationen werden durch die Veränderung des elektrischen Widerstands gespeichert. Die Technologie wurde von Intel und Micron Technology im Jahr 2015 vorgestellt. Intel vermarktete ab 2017 Speicherprodukte mit dieser Technologie in Form von SSDs und DIMMs unter dem Markennamen Optane, kündigte diese aber im Jahr 2022 wieder ab. Laut Hersteller waren die Vorteile im Vergleich zu den Kosten zu gering.

Grundsätzlich vereint 3D XPoint Vorteile von DRAM und NAND-Flash. Die Datenspeicher haben eine geringe Speicherlatenz, bieten einen schnellen Datenzugriff und sind häufiger überschreibbar als NAND-Flash-Speicher. Speicher mit der 3D-XPoint-Technologie sind ein Zwischensegment zwischen dynamischem RAM und NAND-Flash. Sie werden beispielsweise zwischen Prozessor und Speichergerät als eine Art Cache-Speicher eingesetzt, um langsamere Speichergeräte wie Festplatten oder SSDs zu beschleunigen. Optane-Speicher lassen sich nur mit Intel-Prozessoren und kompatiblen Mainboards verwenden.

Prinzipielle Funktionsweise von 3D XPoint

3D XPoint basiert auf der Phasenwechselspeichertechnologie. Im Gegensatz zu NAND-Flash werden Daten nicht mit Feldeffekttransistoren und unterschiedlichen elektrischen Spannungsniveaus, sondern mithilfe veränderlicher elektrischer Widerstände gespeichert. Die Eigenschaften des Materials einer Speicherzelle lassen sich durch Anlegen einer Spannung verändern, wodurch sich eine Widerstandsänderung ergibt. Die Speicherzelle ist entweder hochohmig oder niederohmig. Dieser Zustand ist ohne externe Stromversorgung beständig. Das Auslesen der Speicherzellen erfolgt ebenfalls durch Anlegen einer bestimmten Spannung. Dadurch lässt sich feststellen, ob eine Zelle hoch- oder niederohmig ist.

Speicherchips bestehen aus vielen Zellen, die in einer räumlichen Gitterstruktur bestehend aus Drähten und Knotenpunkten angeordnet sind. Die Kreuzungspunkte stellen die eigentlichen Speicherzellen dar. Auf die Speicherzellen kann einzeln zugegriffen werden, indem die entsprechenden Drähte mit Spannung versorgt werden.

Vor- und Nachteile der Technologie

Als Vorteile der Optane-Speichertechnologie lassen sich nennen:

• geringe Speicherlatenz,

• hohe Lese- und Schreibgeschwindigkeiten,

• Daten sind nichtflüchtig gespeichert,

• sehr langlebige Speicherzellen (Speicherzellen lassen sich häufiger überschreiben als NAND-Flash-Speicher),

• hohe Speicherdichte,

• Daten sind auf Bit-Ebene schreibbar (nicht blockweise wie bei NAND-Flash),

• geringer Stromverbrauch,

• günstiger als DRAM.

Nachteile sind:

• hoher Preis (teurer als NAND-Flash),

• Optane-Speicher benötigt Intel-Prozessoren und kompatible Mainboards,

• Technik konnte sich nicht durchsetzen und ist abgekündigt.

(ID:49979573)