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DIMM Intel Optane

3D XPoint arriverà sul mercato sotto forma di SSD in form factor M.2, U. 2 e AIC insieme alle memorie DIMM. Il die può lavorare su package BGA e TSOP, anche se finora abbiamo visto solo BGA. Intel dovrebbe usare 3D XPoint anche per implementazioni "on package" Xeon e KNL (Knights Landing), attese al debutto con la seconda generazione della piattaforma Purley. Rimane da vedere se 3D XPoint sarà adatta all'uso on die.

Intel ha portato la sua DIMM Optane allo Storage Visions 2016. Il prodotto è elettricamente e fisicamente conforme allo standard DDR4 della JEDEC, quindi può essere collegato a un normale slot DIMM. Ci sono però diversi metodi per installare le DIMM, come per l'archiviazione o la memoria. Usare 3D XPoint in modo efficiente come memoria richiederà un'interfaccia DDR4 modificata di cui parleremo in seguito.

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Una singola DIMM Optane può raggiungere una capacità fino a 512 GB, conferendo a un server dual-core il potenziale di offrire fino a 6 terabyte di memoria. La NVDIMM che vedete ha un FPGA sotto l'heatsink per gestire la 3D XPoint sottostante. Intel, probabilmente, trasformerà l'FPGA in un ASIC con il prosieguo dello sviluppo. È tuttavia degno di nota che non abbiamo visto alcuna dimostrazione prestazionale della NVDIMM 3D XPoint.

L'assenza di informazioni da gennaio di quest'anno non seda certo le voci sul fatto che il materiale non assicurerà una resistenza sufficiente per l'uso intensivo come memoria DIMM. Esistono molte tecniche per mitigare l'usura, come una gestione "hot spot" efficace sul dispositivo o tecniche di caching e tiering a livello di sistema. Intel è in una posizione unica per integrare queste tecniche nel proprio IMC.

Le DIMM 3D XPoint richiederanno inoltre una codifica, in quanto gli attacchi fisici sono molto più semplici su una memoria persistente. Un malintenzionato potrebbe semplicemente rimuovere le DIMM e recuperare le informazioni. Questa stessa tecnica è possibile con moduli DRAM tradizionali, ma non è fattibile e non è paragonabile alla facilità con cui è possibile registrare dati da una DIMM Optane. Intel non ha indicato quale metodo userà per codificare al volo le informazioni senza ridurre le prestazioni.

SSD Intel Optane

Gli SSD Optane erano presenti all'ultimo IDF, ma le schede erano rivolte verso il basso e impedivano una vista completa. Dopo aver provato a fare foto da più angolazioni, alla fine abbiamo trovato prototipi rivolti verso l'alto dopo una delle presentazioni finali.

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La scheda prototipo era connessa tramite PCI Express 3.0 x4, ma aveva solo 140 GB di capacità, valore che ci aspettiamo sia maggiore con l'arrivo dei prodotti sul mercato.

Un'occhiata al PCB mette in luce solo quattro package 3D XPoint, ma ci sono pad vuoti per altri package. I pad non sembrano conformi ai design BGA adatti allo standard ONFI. Dopo aver esaminato i pad vuoti sul prototipo QuantX (sotto), crediamo che le aziende stiano usando lo stesso allineamento BGA e probabilmente la stessa interfaccia personalizzata.

Intel è già passata da un FPGA personalizzato (una piattaforma di sviluppo) a un ASIC. L'ASIC proprietario permetterà a Intel di avere un grande vantaggio al maturare di 3D XPoint, in quanto l'azienda non dovrà affidarsi a un'azienda esterna, cosa che può ostacolare lo sviluppo e ritardare l'arrivo sul mercato. Optane consisterà di driver, firmware, controller e "interfacce ottimizzate personalizzate", dicitura che pensiamo si riferisca ai molti layer d'interconnessioni proprietarie che vanno dai package di 3D XPoint all'interfaccia con il sistema.

SSD Micron QuantX

Micron, al contrario di Intel, fa leva su una relazione esclusiva con un "produttore di controller di SSD di terze parti" per produrre il cuore dei suoi SSD 3D XPoint. Alcune immagini esclusive ci hanno permesso capire che quel partner è CNEX. Il prototipo di Micron ha due schede parallele su cui trovano spazio due package 3D XPoint con montaggio BGA ciascuna.

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La scheda Micron ha una capacità totale di 128 GB. Sapendo che si tratta di un materiale a singolo deck con 8 GB per die ci dice che sulle schede sono montati più package 3D XPoint o che ci sono quattro die impilati per package.

I prodotti finali probabilmente saranno a singolo PCB, con una capacità massima di 1,6 TB. Sembra una capacità ridotta rispetto agli SSD NAND odierni da 6 TB, ma lo scaling prestazionale a basse QD aiuterà a mitigare la necessità di avere capacità in eccesso, che gli utenti spesso acquistano perché le capacità maggiori consentono di avere prestazioni maggiori con carichi casuali.

QuantX ha una connessione PCI Express 3.0 x8 anziché x4 come Optane, ma come vedremo nelle demo prestazionali, persino un'interfaccia x8 impedisce al supporto di raggiungere le massime prestazioni. Il prototipo include alcune caratteristiche che non ci aspettavamo di vedere su un SSD 3D XPoint, come cinque package di DRAM Micron e condensatori per la protezione da perdita di energia. La DRAM è ancora più veloce di 3D XPoint, quindi Micron può usarla per gestire il mapping L2P (logical to physical) o come cache NVRAM persistente, aumentando la velocità. Qualsiasi DRAM su un prodotto di classe enterprise ha bisogno di energia di backup, quindi ecco spiegati i condensatori.

Micron garantisce almeno 25DWPD di resistenza su una garanzia di 5 anni. Abbiamo notato il connettore integrato QSFP+ su una scheda prototipo per NVMeoF (NVMe Over Fabrics), che usa il protocollo NVMe nativo su una connessione di rete per fornire la migliore latenza possibile dai dispositivi di archiviazione remota.

Controller CNEX

Micron ha coperto le diciture sul PCB prototipo con un nastro giallo, ma siamo riusciti a risalire a CNEX per via del brand "CNEX – Diamond – v2.0". Nessuna delle due aziende ha voluto commentare, ma è piuttosto difficile contestare che CNEX sia della partita, in quanto i controller sono una specialità dell'azienda e il suo nome è letteralmente scritto su tutto il prototipo.

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CNEX può essere un nome poco conosciuto, ma è un'azienda in ascesa con investitori come Micron, Seagate, Samsung e Cisco. Essere alle fondamenta dello sviluppo di 3D XPoint è un grande vantaggio, ma CNEX ha numerosi assi nella manica, inclusa una serie di controller che permettono connettività Ethernet nativa – potrebbe essere lo scopo del connettore QFSP+ sul prototipo QuantX. I controller supportano anche le iniziative LightNVM e Open Channel che cambiano il paradigma di SSD, o possono servire come una piattaforma NVMe plug and play. CNEX ha inoltre una soluzione ECC proprietaria deterministica e leggera che sembra adattarsi alle descrizioni di Micron perfettamente.

CNEX ha recentemente ottenuto un brevetto per l'accesso remoto alla memoria su reti Ethernet con i controller NVMe, per cui l'azienda sta costruendo proprietà intellettuali protette che daranno a Micron numerose opzioni per l'installazione di QuantX.