1.000 Mal schnellerer Speicher 3D XPoint: Dieser Super-Chip wird die Computer-Technik revolutionieren

© 3D XPoint Intel

04. August 2015 12:40 D. Lenz

Noch im diesen Jahr wird Intel mit der Produktion eines neuen Super-Chips beginnen. Dieser wird rund 1.000 Mal schnellere Speicher- und Leseoperationen durchführen können als bisherige SSD-Speicher. Der neue Super-Chip mit dem Namen 3D XPoint wird die Computer-Technik revolutionieren – so Experten.

Santa Clara (U.S.A.). Das Unternehmen Intel hat in seinem Kooperationspartner Micron Technology einen neuen Super-Chip entworfen, der die Computer-Technik revolutionieren wird. Bei dem 3D Xpoint (gesprochen Crosspoint) handelt es sich um eine völlig neue Speicherart, die die Grenzen bisheriger Speicher um Welten in den Schatten stellt. Experten gehen davon aus, dass die neue Speicher-Art Computer revolutionieren wird, denn der neue Speicherchip ist nicht nur erheblich schneller, sondern auch noch langlebiger und billiger als bisherige Speicherlösungen.

Bemerkenswert ist, dass es sich bei dem neuen Speicher-Chip nicht um ein Produkt in der Entwicklungsphase handelt, sondern das Intel noch in diesem Jahr mit der Produktion der ersten Modelle beginnt, die dann im Jahr 2016 erhältlich sein sollen.

Revolutionärste Neuentwicklung seit 1989

Intel ist eine wirkliche Neuentwicklung des Speicher-Designs seit dem Jahr 1989 gelungen. Die Technik der klassischen Speicher wird in zwei Unterarten unterteilt:

NAND-Flash

Der NAND-Flash, der im Jahr 1989 erstmals vorgestellt wurde und der die Grundlage für heutige Speicherkarten und moderne SSD-Festplatten bildet, ist in der Lage Daten dauerhaft zu speichern – ohne dass dafür eine Spannung am Speichermedium anliegen muss. Der Nachteil dieser Speicherart ist, dass er Daten nur sehr langsam auslesen kann.

Der NAND-Flash, der im Jahr 1989 erstmals vorgestellt wurde und der die Grundlage für heutige Speicherkarten und moderne SSD-Festplatten bildet, ist in der Lage Daten dauerhaft zu speichern – ohne dass dafür eine Spannung am Speichermedium anliegen muss. Der Nachteil dieser Speicherart ist, dass er Daten nur sehr langsam auslesen kann. DRAM

Der zweite Speicher ist der sogenannte DRAM, der Daten extrem schnell auslesen kann, allerdings muss bei diesem Speichermedium eine permanente Spannung anliegen. Sobald der Computer heruntergefahren wird, gehen gespeicherte Informationen verloren. Aus diesem Grund wird die DRAM-Speichertechnik vorzugweise in Arbeitsspeichern verbaut.

Intel hat mit dem 3D XPoint nun einen Speicher entwickelt, der die positiven Eigenschaften beider Speichersysteme vereint. Der neue Super-Speicher ist in der Lage Daten 1.000 Mal schneller auszulesen als herkömmliche NAND-Flash-Speicher, kommt dabei aber ganz ohne Transistoren aus und benötigt keine konstante Stromversorgung.

Höhere Lebensdauer und enger komprimierte Datenpakete

Der neue Speicher-Chip besitzt aber noch weitere Vorteile gegenüber anderen Speichersystemen. So ist der 3D XPoint rund 1.000 Mal haltbarer als derzeitige SSD-Festplatten, die nach einigen hunderttausenden Schreibvorgängen ausfallen. Intel ist es auch gelungen, die Datenmengen kleinteiliger auf dem Speicher-Chip zu schreiben. Eine zehnmal höhere Speicherdichte ermöglicht wesentlich größere Speicherkapazitäten bzw. erheblich kleinere Speicher-Chips, wie sie beispielsweise für Mobilgeräte benötigt werden.

Höhere Lebensdauer freut Business-Anwender

Insbesondere Unternehmen dürfte diese Technologie gefallen. Eine längere Lebensdauer ermöglicht die Reduzierung von Wartungs- und Ausfallkosten: “Selbst höhere Anschaffungskosten können durch eine längere Lebensdauer amortisiert werden. Für uns als IT Systemhaus bedeutet eine robustere Hardware zudem eine höhere Verfügbarkeit für Kunden” heißt es auf www.sentinel-it.de.

Neben einem IT Systemhaus bzw. IT Service profitieren zudem (Cloud) Hosting Services von dieser neuen Technologie.

Dreidimensionale Speicherarchitektur

Dieses neue Wunderwerk der Technik existiert nur, da es Intel gelungen ist den Speicher in einer dreidimensionalen Gitterstruktur aufzubauen. Dieses ähnelt einem dreidimensionalen Schachbrett im Nano-Bereich. Dabei sitzen die Speicherzellen für jedes Bit an einem Kreuzungspunkt des Gitternetzes und lassen sich auch einzeln und direkt ansprechen.

Da durch die rasante Geschwindigkeit des Speichers die Grenzen zwischen Arbeits- und Systemspeicher verwischen, könnten zukünftige Computer nur noch mit einem einzigen dieser neuen Speichermodule auskommen.

"Eine der signifikantesten Hürden im modernen Computerdesign ist die Zeit, die der Prozessor benötigt, um Daten aus einem langfristigem Speicher zu erreichen", erklärt Micron-Chef Mark Adams bei der Vorstellung des 3D XPoint-Speichers. "Die neue Speicherklasse erlaubt es, riesige Datenmengen gleichzeitig dauerhaft abzuspeichern und extrem schnell wieder abzurufen. Sie ermöglicht komplett neue Anwendungen."

3D XPoint könnte eine neue Generation von Computern hervorbringen

Der neue Speicher-Chip könnte eine völlig neue Generation von Mobilgeräten und Servern hervorbringen. In Mobilgeräten, wie beispielsweise Smartphones und Tablets, könnte der neue Speicher für einen rasanten Geschwindigkeitsschub sorgen. Bei Servern und normalen Notebooks bzw. Desktop-Computern könnte der 3D XPoint die SSD-Festplatten völlig verdrängen. An einer klassischen PCI-E-Schnittstelle wäre der neue Speicher rund 100 Mal schneller als aktuelle SSD-Festplatten.

Die neue Speichertechnik ist auch für neue Supercomputer in der Forschung interessant. Mit Hilfe der neuen Technik könnten große Datenmengen in wesentlich kürzerer Zeit erfasst werden.

Erste 3D XPoint gibt es ab 2016 zu kaufen

Als erstes Produkt will Intel einen 128-Gigabit-Chip anbieten. Die Produktion soll noch dieses Jahr starten. Der Preis für den 3D XPoint steht zum jetzigen Zeitpunkt allerdings noch nicht fest. Es wird allerdings davon ausgegangen, dass sobald die Speicher-Chips in Serienproduktion gehen, der Preis unter den heutigen SSD-Festplatten liegen wird.