Beständiger RAM: NVDIMM-P ist jetzt ein JEDEC-Standard

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Schon lange angekündigt und durch Intels Optane Persistent Memory sogar schon im Markt angekommen, ist NVDIMM-P erst jetzt ein offizieller JEDEC-Standard. Damit sind die Weichen für eine breitere Nutzung von nicht flüchtigem Arbeitsspeicher gestellt.

NVDIMM steht für Non-Volatile Dual In-line Memory Module und ist ein Oberbegriff für nicht flüchtigen Arbeitsspeicher im DIMM-Formfaktor, der gegenüber klassischem, flüchtigem RAM die Daten auch bei Stromausfall beibehält.

Das „P“ steht für Persistent

Die Variante NVDIMM-P steht für Persistent Memory (permanenter Speicher), ein Begriff, den vor allem Intel mit seinen Optane-DIMMs alias Optane Persistent Memory geprägt hat. Bei diesen kommt nicht flüchtiger Phasenwechselspeicher (3D XPoint) zum Einsatz. Dieser ist zwar nicht so schnell wie DRAM, aber erheblich schneller als NAND-Flash und eignet sich zumindest zur Ergänzung oder dem teilweisen Ersatz von klassischen DRAM-DIMMs.

NVDIMM-P im Vergleich mit anderen NVDIMM-Standards (Bild: Synopsys)

Der erst jetzt veröffentlichte JEDEC-Standard JESD304-4.01 DDR4 NVDIMM-P zurrt das nötige Protokoll zur Kommunikation über die DDR-Schnittstelle offiziell fest, obgleich Intels Produkt dieses praktisch schon seit der Veröffentlichung des Optane DC Persistent Memory im April 2019 nutzt.

Intel Corporation released Intel Optane DC persistent memory in April 2019. It can be seen as an instance of an NVDIMM-P implementation.

Intel

NVDIMM-P ist nicht auf den von Intel und Micron entwickelten Speichertyp 3D XPoint beschränkt, sondern unterstützt auch NAND-Flash sowie andere aufstrebende Medientypen, die wie 3D XPoint zum sogenannten Storage Class Memory zählen. In der Ankündigung wird es zwar nicht konkret, doch vor allem der von HP und SanDisk (jetzt Western Digital) geplante Konkurrent zu 3D XPoint, bei dem Kenntnisse von HP im Bereich der Memristor-Technik und jene von SanDisk im Bereich der ReRAM-Technik zusammenfließen sollten, kommt dabei in den Sinn. Seit der angekündigten Kooperation beider Unternehmen ist es allerdings ruhig geworden um die noch namenlose Speichertechnik, die unter anderem das HP-Forschungsprojekt „The Machine“ anfeuern soll.

In der JEDEC-Ankündigung werden folgende Schlüsselmerkmale für den Standard NVDIMM-P genannt:

  • Fully compatible with existing DDR channels (Physicals, Electricals, Protocol, Clocking)
  • Minimal to no pin adder in CPU socket
  • Protocol support of non-deterministic latency for data reads
  • Transactional operations for ensuring data is preserved in Persistent Memory
  • Latency support from NAND Flash down to DRAM latency (at module level)
  • Self-contained reliability + link error protection

Noch wurden abseits des erwähnten Intel Persistent Optane Memory keine Produkte angekündigt, die dem NVDIMM-P-Standard entsprechen. Das passende Protokoll für den Plug-and-Play-Betrieb im Standard-DIMM-Sockel liegt aber jetzt für alle Hersteller vor.

As demand for DRAM capacity and bandwidth continues to grow, Hybrid DIMM technologies such as NVDIMM-P provide an innovative method for attaching emerging Persistent Memory in computing systems. Combining the access speeds of DDR with the reliability and capacity of non-volatile memories gives design engineers a new approach to data management. Much more than a standard DIMM specification, NVDIMM-P provides a full transactional interface protocol compatible with standard DRAM DIMMs along with a firmware programming model for the modules. NVDIMM-P simultaneously maximizes both re-use and flexibility by minimizing system host changes, providing an interface of the lowest latency to emerging memory, and offering flexible support for varied Persistent Memory media characteristics and use cases.

JEDEC