Intel & Micron: Transistorloser Speicher 1000x schneller als Flash

Intel, Speicher, Micron, 3D XPoint Bildquelle: Intel
Die beiden amerikanischen Chipkonzerne Intel und Micron haben die Produktion einer neuen Art von Speicherchips aufgenommen, die bis zu 1000 Mal schneller arbeiten als die bisher verwendete Technologie. Die 3D XPoint genannten Chips sollen die erste wirkliche Neuerung im Markt für Speichermodule seit einem Vierteljahrhundert darstellen.
Intel hat die neuen Chips vor kurzem auf einer eigenen Veranstaltung erstmals präsentiert und will noch in diesem Jahr erste Samples an potenzielle Abnehmer liefern - eine Vorstufe der ab dem nächsten Jahr geplanten Massenfertigung in einem Micron-Werk im US-Bundesstaat Utah. Noch ließen die Partner allerdings offen, welche Materialien sie für die Fertigung der 3D XPoint Speichermodule nutzen - sicher ist nur, dass sie nicht auf dem klassischen Konzept der Transistoren basieren.


Die 3D XPoint Technologie soll langfristig die bisher in PCs, Notebooks, Tablets und vor allem Smartphones verwendeten NAND-Flash-Speichermodule ablösen. Es handelt sich um nicht-flüchtigen Speicher, die darauf abgelegten Daten bleiben also auch dann erhalten, wenn keine Stromzufuhr gegeben ist. Es geht vor allem darum, den schnellen Zugriff auf große Datenmengen zu ermöglichen. Die neuen Speichermodule sollen nicht nur 1000 Mal schneller sein, sondern auch noch eine um das Zehnfache höhere Datendichte aufweisen. So soll jeder einzelne Die schon jetzt 128 Gigabit fassen können.

Intel & Micron: 3D XPoint SpeicherIntel & Micron: 3D XPoint SpeicherIntel & Micron: 3D XPoint SpeicherIntel & Micron: 3D XPoint Speicher
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Die Entwicklung von 3D XPoint soll mehr als zehn Jahre in Anspruch genommen haben. Den großen Vorteil sieht man bei Intel und Micron in der durch die höhere Geschwindigkeit reduzierte Verzögerung bei der Erledigung von Aufgaben, durch die Speicher als Flaschenhals für die Performance wegfällt. Die Chips sollen "nah am Prozessor" verbaut werden, um so noch höhere Geschwindigkeiten bei der Datenverarbeitung zu erreichen. Gleichzeit macht der neue Speicher zumindest in der Theorie die Trennung zwischen Arbeitsspeicher und Speicher zur Datenablage hinfällig.

Der neue Speicher besteht aus perpendikulär, also dreidimensional im Lot verlaufenden Leiterbahnen, die in der ersten Entwicklungsstufe 128 Milliarden eng gepackte Speicherzellen verbinden. Jede dieser Zellen speichert ein einzelnes Bit. Durch eine solch kompakte Struktur wird eine hohe Performance und eine sehr hohe Dichte erzielt. Die einzelnen Zellen werden abgerufen, beschrieben oder gelesen indem eine unterschiedlich hohe Spannung zu jedem der sogenannten "Selektoren" geschickt wird.

Dadurch fällt die Notwendigkeit von Transistoren weg und man senkt gleichzeitig die Kosten - so dass der neue Speicher letztlich günstiger sein soll als klassische NAND-Flash-Module. Intel verspricht außerdem, dass der neue Speicher bis zu 1000 Mal länger hält als NAND. Die Bauweise im Stil eines "dreidimensionalen Schachbretts", bei der Speicherzellen wie bisher auch an der Kreuzung der sogenannten Word-Lines und Bit-Lines, aber eben in einem dreidimensionalen und letztlich auch stapelbar gestalteten System sitzen, ermöglicht das individuelle Ansprechen einzelner Zellen.

Bisher wurden immer ganze Zellenblöcke adressiert, wodurch nur vergleichsweise große Datenmengen abgerufen oder geschrieben werden könnten. Bei den neuen 3D XPoint Speicherchips können die Speicherzellen individuell angesprochen werden, um so kleinere Datenmengen abzurufen und einen schnelleren und vor allem effizienteren Zugriffsprozess zu ermöglichen.

Wann die ersten mit den neuen 3D XPoint Speichermodulen ausgerüsteten Geräte auf den Markt kommen sollen, ist derzeit noch offen. Wie üblich dürfte zunächst der Server- und Enterprise-Markt im Visier der Hersteller stehen, bevor in einigen Jahren auch der Consumer-Bereich in Angriff genommen werden soll. Intel, Speicher, Micron, 3D XPoint Intel, Speicher, Micron, 3D XPoint Intel
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