Technologie 3D Xpoint : 1000 fois plus rapide que les SSD

Annoncée en juillet 2015 par Intel et Micron, la nouvelle technologie 3D XPoint (prononcée 3D Crosspoint), une mémoire non volatile en concurrence directe avec la technologie SSD (ou mémoire Flash NAND) devrait être 1000 fois plus rapide et avoir 1000 fois plus de longévité d’écriture que sa concurrente, pour un prix beaucoup plus abordable.

Décidément, l’évolution à grande vitesse du monde numérique n’est pas prête de s’arrêter. Avec un accès aux données 1000 fois plus rapide que le SSD, alors que le SSD est déjà plus de 1000 fois plus rapide que les disques durs classiques, les nouvelles applications et l’accès à des masses d'informations vont permettre de lancer des projets de services toujours plus conséquents. Avant toute chose, l’architecture des ordinateurs devra radicalement changer, puisque ces mémoires, bien qu’ayant des performances comparables aux mémoires volatiles DRAM, peuvent avoir une densité 10 fois plus importante pour la même surface tout en servant de « mémoire de masse ». La production à grande échelle est annoncée pour 2016.

Fonctionnement de la mémoire 3D XPoint

L’essentiel tient dans l'architecture d'adressage et de contrôle des cellules de mémoires. On reste sur du composant électronique en silicium, mais cette fois, plus besoin de piloter un transistor pour chaque zone d’une ou plusieurs cellule(s) (ce qui différencie les technologies de SSD de type SLC, MLC et TLC) : ce simple changement permet de multiplier par 10 la densité de mémoire disponible pour une même surface.

Si cette technologie a été nommée 3D XPoint, c'est aussi parce que les cellules, constituées d'un sélecteur de valeur de mémoire et d'un bit de mémoire, sont empilées sur plusieurs couches, séparées par des lignes d'adressage positionnées de manière perpendiculaire entre chaque couche. C'est la tension appliquée sur chaque cellule qui va déterminer si elle est lue ou s'il y a un changement d'état 0 ou 1 à opérer.

Dans cette logique, en éliminant le transistor pour chaque cellule individuelle et en le mutualisant pour des milliers de cellules (par couche) sous la forme d'un « switch », l'architecture devient plus robuste en termes de longévité. De plus, selon Intel, elle évite une répercussion de temps de latence dans un facteur de l'ordre de 1000 : on parle de quelques dizaines de microsecondes pour la technologie SSD NAND et de quelques dizaines de nanosecondes pour la 3D XPoint.

Une technologie complètement novatrice

Finalement, l'architecture 3D XPoint n'a rien à voir avec la technologie Flash NAND utilisée pour les SSD. Elle pourra servir dans la fabrication des disques durs au format habituel pour toutes les "anciennes" architectures d'ordinateurs, et va permettre d'accélérer comme jamais les traitements graphiques 2D et surtout 3D en révolutionnant certainement toutes les applications 3D que l'on connaît aujourd'hui.

Elle va pouvoir également continuer d'évoluer rapidement, de telle sorte qu’on pourra empiler de plus en plus de couches pour doubler à plusieurs reprises la densité en surface. L'architecture des processeurs devrait, elle aussi, être amenée à évoluer pour suivre le mouvement, et la logique de l'intégration d'un processeur graphique 3D très puissant sur la carte mère (avec le processeur central) devrait rapidement voir le jour pour des machines très performantes et les nouvelles générations de consoles de jeux.