Bye bye Memristor, hello 3D-ReRAM

Beim Prototyp von The Machine sind auf einer eigenen Platine vier Memory-Controller verbaut, jeder davon steuert 1 TByte an DDR4 an. Die Controller sind durch ein Fabric verknüpft, das wiederum an einem per FPGA implementierten Switch auf einem zweiten Board hängt. Der soll später mit einem ASIC arbeiten, vor allem aber ist er die Schnittstelle, welche die 4 TByte dem Prozessor zuführt und per optischer Verbindung (Photonics) auch all den CPUs in den weiteren RUs. Jeder Einschub steht aufgrund der kombinierten Platinen links wie rechts gut 15 cm (6 Zoll) im Rack über.

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Unter dem Kupferblock sitzt der Switch, unter dem Kühler rechts davon das SoC. (Foto: Marc Sauter/Golem.de)

Weil DRAM flüchtig und Memristor-Technik noch nicht verfügbar ist, benötigt HPE eine andere Technik. Gefunden wurde die bei Flash Forward, also der WD-Tochter Sandisk in Kooperation mit Toshiba. Das Joint Venture hat sich auf 3D Resistive RAM als Storage Class Memory festgelegt und die Zusammenarbeit mit HPE vor einem Jahr bekanntgegeben. Western Digital bezeichnet ReRAM als "really really fast storage" ("sehr sehr schnellen Speicher") und sieht den Speicher als Alternative zu 3D Xpoint, was von IMFT (Intel/Micron Flash Technologies) entwickelt wird und noch 2016 in Optane-Produkten wie DIMMs oder SSDs erscheinen soll.

Storage Class Memory und Gen-Z sollen die Zukunft sein

3D Xpoint hat ähnliche Probleme wie Memoristoren und ReRAM: Bis zum Marktstart mit hoher Kapazität dauert es locker noch einige Monate. Western Digital sagte natürlich, es sei sehr zufrieden mit dem Fortschritt der ReRAM-Entwicklung. Neben den Kosten seien ein vorbereitetes Ökosystem und gerade die Skalierbarkeit enorm wichtig. Mit letzterem Punkt ist gemeint, wie gut und zu welchem Preis sich ReRAM fertigen lässt. Western Digital konnte es sich nicht verkneifen anzudeuten, dass Intel mit 3D Xpoint sich wohl für die zu teure Lösung entschieden hätte, da die Fabs zu kostspielig seien.

HPEs neue Roadmap zum The Machine Research Project sieht vor, als Schritt zwischen mehr DRAM und ReRAM noch eine Speicherart einzuschieben: NV-DIMMs in der N-Variante. Das sind Riegel mit DRAM und dazu die gleiche Menge an NAND-Flash. Ein solches Modul arbeitet genauso flott wie DRAM, kann aber alle Daten dank einer Art Akku im Flash-Speicher sichern. Daher spricht HPE von Persistent Memory, verkauft diesen aber derzeit nur mit läppischen 8 GByte pro Riegel für die hauseigenen Proliant-Gen9-Server.

Noch verwendet HPE einen eigenen Memory-Fabric, dieser soll aber in Grundzügen dem Fabric des Gen-Z-Konsortiums ähneln. Zu dem gehören CPU-Hersteller wie ARM, AMD, Cavium und IBM, der FPGA-Entwickler Xilinx, die Serveranbieter Cray, Dell, Huawei und Lenovo, die DRAM- und Flash-Fertiger Micron, Samsung und SK Hynix, die Festplatten- und SSD-Produzenten Microsemi, Seagate und Western Digital sowie die I/O-Spezialisten Broadcom, IDT und Mellanox und schlussendlich noch Linux-Entwickler Red Hat.

Wer hingegen fehlt, ist - nicht unbedingt überraschend - Intel.