Hybrid-Arbeitsspeicher: NVDIMMs erscheinen wie DDR4-Speichermodule

Die Jedec hat den Standard für NVDIMMs veröffentlicht. Die Speichermodule ermöglichen Hybrid-Arbeitsspeicher mit nichtflüchtigen Speicherzellen. Denkbar sind NAND-Flash und Memristor/ReRAM. Eine neue Bauform ist nicht notwendig, denn die Module verhalten sich wie DDR4-RAM.

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Neuer Hybridspeicher in der Variante NVDIMM-N mit Stützkondensator
Neuer Hybridspeicher in der Variante NVDIMM-N mit Stützkondensator (Bild: Jedec/Micron Technology)

Die Jedec hat ihren ersten Standard für Hybrid-Arbeitspeicher abgesegnet. Die sogenannten NVDIM-Module (NVDIMM) bestehen nicht nur aus regulären Speicherzellen, wie sie etwa in DDR-Speicher zum Einsatz kommen. Stattdessen wird auch nichtflüchtige (Non Volatile/NV) Speichertechnik auf den zukünftigen DIM-Modulen verbaut.

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Vermutlich werden die Speicherbausteine zunächst mit NAND-Flashspeicher bestückt. Doch die Flash-Technik ist nicht die einzig denkbare Möglichkeit des Speicherns von Bits. Explizit lässt die standardgebende Jedec die zu verwendende Technik offen und nennt NAND-Flash nur als Beispiel. HP arbeitet beispielsweise etwa an ReRAM-Speicher auf Basis der Memristor-Technik und wollte damit schon 2013 Flashspeicher ersetzen. Für HP ist die Memristor-Technik sogar essenziell für den eigenen neuen Ansatz für den neu gedachten Rechner The Machine. Doch für den Einsatz ist die ReRAM-Technik offenbar noch nicht bereit.

Ohnehin soll der NVDIMM-Standard erst im Laufe des Jahres 2015 publiziert werden. Das Besondere an NVDIMMs ist der Umstand, dass es weder eine neue Bauform für die DIMM-Slots braucht noch spezielle Controller. Hier begründet sich auch der Begriff Hybrid. Die NVDIMMs sollen in reguläre DDR4-DIMM-Slots passen und selbst dem System Controller erscheinen die Module wie DDR4-DIMMs.

Geplant sind zunächst NVDIMM-N und NVDIMM-F mit Flashspeicher

Die Jedec hofft auf neue Möglichkeiten, die den Einsatz von NVDIMMs begründen. Flashspeicher kann so beispielsweise eine sehr schnelle Anbindung nutzen, die DIMM-Slots bereitstellen. Er kann aber auch als Backup genutzt werden. Die neuen NVDIMM-N-Angebote etwa setzen auf DDR4-Speicher und Flashspeicher auf einem Modul. Der Flashspeicher ist dabei eine Redundanzebene und sichert den Inhalt der DDR4-Speicherbausteine. Das soll die Datensicherheit und -zuverlässigkeit erhöhen, insbesondere bei Stromausfällen. Eine ältere Präsentation zeigt auch den Einsatz eines Stützkondensators. Der dürfte dem NVDIMM-Modul die Zeit verschaffen, um die Inhalte des DDR4-Speichers komplett in den Flashspeicher zu schreiben.

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NVDIMM-F hingegen besteht ausschließlich aus direkt adressierbarem Flashspeicher. Er wird wie ein Massenspeicher angesprochen.

Um die Entwicklung zu beschleunigen, hat die Jedec mit der NVDIMM-SIG eine eigene Interessengruppe (Special Interest Group) aufgebaut. Module befinden sich laut Jedec auch schon in der Produktion. Allerdings sind diese noch nicht final. Der Code für Serial Presence Detect von DDR4-Speicher muss erst noch veröffentlicht werden. Auch das ist für das laufende Jahr 2015 geplant.

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