Trong khuôn khổ hội nghị IDF, Intel đã trình diễn tốc độ truyền tải dữ liệu siêu nhanh của công nghệ bộ nhớ không khả biến 3D XPoint (đọc là Crosspoint), được Intel thương mại dưới tên gọi Optane. Mặc dù từ chối tiết lộ cách thức hoạt động của công nghệ 3D XPoint nhưng nhiều khả năng nó sẽ dựa trên cơ chế hoặt ít nhất là liên quan đến công nghệ bộ nhớ đổi pha (phase change memory). Intel cho rằng 3D XPoint sẽ cho tốc độ nhanh hơn gấp 1000 lần, độ bền cũng cao hơn 1000 lần so với NAND và mật độ lưu trữ gấp 10 lần so với công nghệ DRAM
Xem thêm: Intel và Micron ra mắt 3D XPoint: chip nhớ nhanh hơn 1000 lần so với NAND, vừa làm SSD vừa làm RAM
Video trình diễn tốc độ sao chép tập tin giữa ổ cứng dùng công nghệ Intel Optane và ổ cứng SSD thông thường. Thiết lập thử nghiệm gồm 2 chiếc máy tính bàn cùng cấu hình, chỉ khác chiếc máy bên trái sẽ copy dữ liệu từ ổ một SSD NAND giao tiếp SATA gắn trong máy sang một ổ SSD NAND gắn ngoài qua kết nối Thunderbolt 3. Chiếc máy bên phải sẽ copy dữ liệu từ ổ SSD công nghệ Intel Optane dùng giao tiếp PCIe sang một ổ Optane khác cũng qua kết nối Thunderbolt 3. Kết quả cho thấy, với một tập tin video dung lượng 25 GB copy từ ổ cứng trên máy tính sang ổ gắn ngoài qua Thunderbolt 3, hệ thống dùng ổ Optane chỉ mất khoảng 15 giây với tốc độ truyền tải dữ liệu lên đến 1,94 GB/s. Trong khi đó, tốc độ trung binh của hệ thống dùng ổ NAND thông thường chỉ vào khoảng 283 MB/s.
Mặc dù vậy thí nghiệm của Intel vẫn chưa thật sự công bằng. Theo phân tích của PC Perspective thì hệ thống dùng ổ SSD NAND có thể bị nghẽn cổ chai ở đâu đó bởi kết nối Thunderbolt 3 trên lý thuyết cho băng thông đến 40 Gbps (5 GB/s) và riêng giao tiếp SATA III qua giao thức AHCI cũng đã cho tốc độ 6 Gbps (750 MB/s), cả 2 ổ SSD NAND gắn trong máy và trong box gắn ngoài đều dùng SATA III vậy tại sao tốc độ chỉ đạt 283 MB/s? Thêm vào đó, việc so sánh giữa giao tiếp SATA III AHCI và PCIe x4 NVMe cũng không tương xứng, nếu như Intel so giữa 2 hệ thống dùng cùng giao tiếp PCIe x4 NVMe thì kết quả tốc độ sẽ chính xác hơn.
Rob Cooke - giám đốc mảng giải pháp bộ nhớ không khả biến của Intel cho biết điiểm khác biệt lớn nhất giữa 3D XPoint và 3D NAND là nó không sử dụng các bóng bán dẫn, từ đó cho phép truy xuất dữ liệu đến từng byte thay vì từng block dữ liệu lớn như trên bộ nhớ 3D NAND. Để đạt được hiệu năng và mật độ cell nhớ cao, Intel đầu tiên chia các lớp vật liệu thành nhiều cột, mỗi cột chứa một cell nhớ và một bộ chọn lọc (selector). Sau đó, các cột được kết nối với những dây dẫn vuông góc tạo thành một cấu trúc chéo (3D XPoint).
Mỗi cột sẽ có thể được truy xuất nhờ 2 dây dẫn 1 ở trên, 1 ở dưới. Mỗi cell nhớ sẽ lưu 1 bit dữ liệu (SLC) và cứ như vậy các cấu trúc cột và dây dẫn chéo sẽ được xếp chồng lên nhau để tăng mật độ cũng như dung lượng của chip nhớ.
Các cell nhớ sẽ có thể được ghi hoặc đọc bằng cách thay đổi điện áp được đưa vào các selector tương ứng với 2 giá trị 1 và 0. Nhờ vậy, 3D XPoint không cần dùng đến bóng bán dẫn, tăng dung lượng chip nhớ và giảm giá thành. Ngoài ra, việc sử dụng vật liệu chuyển đổi trạng thái nhanh mang lại tốc độ truy xuất cao và giảm độ trễ đến hàng ngàn lần so với NAND. Theo Intel, 3D XPoint có thể được dùng làm bộ nhớ hệ thống hoặc bộ nhớ lưu trữ hiệu năng cao. Crooke cũng cho biết những ứng dụng như nhận dạng hình ảnh, deep learning và sắp xếp chuỗi di truyền sẽ được hưởng lợi từ công nghệ bộ nhớ này.
Bên cạnh 3D XPoint, Intel cũng giới thiệu công nghệ 3D NAND cải tiến, dùng công nghệ floating-gate (cổng động) để tích electron lưu trữ các bit dữ liệu. Với thiết kế 3 chiều, 3DNAND sẽ là một khối lập phương chứa các cell nhớ. Khối hộp này có 4 tỉ cột và mỗi cột gồm 32 layer. Ở mỗi điểm giao cắt sẽ là một cell nhớ lưu trữ 3 bit dữ liệu (MLC) và một đế chip nhớ sẽ lưu trữ 384 tỉ bit thông tin. Công nghệ 3D NAND mới có thể đạt mật độ lưu trữ cao hơn qua các hình thức bổ sung layer, thu hẹp khoảng cách giữa các cột hoặc lưu trữ nhiều bit hơn trên mỗi cell nhớ. Intel hứa hẹn vào năm tới thì hãng sẽ có thể mang dung lượng 1 TB lên một thiết bị nhớ mỏng chỉ 1,5 mm (chẳng hạn như thẻ nhớ) và chiếc ổ SSD 2,5" thông thường sẽ có thể đạt dung lượng đến 15 TB.
Theo: ExtremeTech
