3D XPointが語る未来のPC

ある日、Intel と Micron の新しい 3D XPoint メモリが私の期待通りに動作すれば、ゲームやアプリが常に「ロード」された状態になるため、起動を待つ必要がなくなります。

その将来は PC 自体の多くの変更にかかっているが、最初の構成要素は火曜日の朝サンフランシスコでインテルとマイクロン社によって 3D XPoint と呼ばれる技術として発表された。

この3D積層メモリの仕組みに関する技術的な詳細に、今は立ち入りすぎないようにしましょう。これは、MicronとIntelが共同所有するユタ州の工場で20nmプロセスで製造されています。この工場の建設には10年の歳月と莫大な資金が費やされました。非常に複雑な技術です。3DXPointが私たちのコンピューティング体験全体にどのような変化をもたらすか、考えてみてください。

今日のデスクトップ、ノートパソコン、タブレット、スマートフォンには、メガバイト単位のメインメモリ（RAM）と、ギガバイト単位、あるいはテラバイト単位のストレージが搭載されています。RAMは非常に高速ですが、電源を切ると全てが失われてしまいます。ハードドライブやSSDは、電源が入っていない状態でもギガバイト単位の文書、画像、動画を保存できますが、RAMよりもはるかに遅いのです。

3D XPointは、これらの既存技術の中間に位置します。IntelとMicronによると、SSDの1,000倍の速度とDRAMの10倍の密度を誇ります。また、不揮発性メモリであるため、電源供給も不要です。

システム RAM は SSD やハードドライブに比べて容量が比較的小さいため、必要なデータのみが RAM にロードされてから使用できるようになります。

3D XPoint は DRAM 並みの速度を誇るため、1TB の 3D XPoint を搭載した将来の PC では、電力コストをかけずに、SSD またはハード ドライブ上のすべてのデータが常にメイン システム メモリにロードされているかのようなコンピューティング エクスペリエンスを実現できる可能性があります。

それがどんな影響を与えるか、少し考えてみてください。PC、ノートパソコン、タブレットで何かが開くのを待つ必要はもうありません。CPUがSSDやハードドライブから画像を読み込む必要もありません。3D XPointなら、画像はすでにそこにあり、まるで既に開いているかのような状態です。

3D XPointは新しいNAND技術でもRAMでもありません。全く新しいものです。システムが3D XPointを「メインメモリ」として搭載していれば、すべてが「常にオープン」になります。IntelとMicronの幹部は、RAMを使わないこのような構成が将来実現可能になるとさえ示唆していました。

その可能性の多くは、3D XPointの実際の性能にかかっています。IntelとMicronはスイッチング速度が「1,000倍」という数値以上の詳細は明らかにしていませんが、3D XPointはNVMe PCIeデバイスの「10倍」の性能を提供すると明言しています。NVMe PCIeデバイスは、それほど探す必要もありません。現在私が知っている唯一のNVMe PCIeデバイスは、Intelの優れた750シリーズSSDで、これは負荷によっては2.5GBを超える読み取り速度を実現します。もし両社が基準としているドライブが750シリーズであれば、3D XPointドライブ/デバイスの読み取り速度と書き込み速度が20GBpsを超えると予想されていることは容易に理解できます。

参考までに、HaswellまたはBroadwell CPUとデュアルチャネルDDR3を搭載した一般的なPCは、約17GB以上のメモリ帯域幅を提供しますが、ローエンドマシンは9GBps以下で推移します。ハイエンドシステムでは55GBps程度に達しますが、グラフィックカードのメモリはそれらをはるかに上回っています。

ゴードン・マ・ウン

たくさんの「もしも」

3D XPointは素晴らしいように聞こえますが、実現には多くの「もし」が存在します。まず、今日のPCは、システムRAMとほぼ同等の速度で動作するテラバイト級のストレージを搭載できるように設計されておらず、CPUに十分近づける簡単な方法もありません。もし3D XPointがIntelとMicronの主張するほど高速であれば、今日のほとんどのシステムではGPUと併用できるだけの帯域幅は確保できないでしょう。

それからOSについてですが、私の知る限り、Windowsはストレージデバイスのように動作しながらシステムメモリに近い速度を提供するデバイスを想定して設計されていません。私はOSオタクではありませんが、Windowsは依然としてメインシステムRAMとストレージデバイスという二分された世界で動作しています。3D XPointではそのような世界は存在しません。 

つまり、3D XPointは当初、私たちがよく知っているM.2またはPCIeカードという、おそらく来年導入されるお馴染みのモデルにパッケージ化される可能性が高いということです。これらのカードは驚くほど高速で、インターフェースの限界に挑戦してくれるでしょう。しかし、3DXPointの真の最終目標は、私たちのコンピューティング手法に根本的な変化をもたらすことかもしれません。

現時点では、3D XPointに関する憶測は、短い記者会見と、幹部が示唆していたと思われる内容の行間を読んだことに基づいています。現実になるのは何年も先のことですので、DRAMやSSDを今すぐ捨てるのはやめておきましょう。

グラフィックス技術の成否はメモリ帯域幅にかかっており、3D XPointはグラフィックス負荷に対して全く満足のいくものではありません。また、低解像度で写真を撮る人も減っていません。近い将来、大容量ストレージが必要となり、それはSSDやハードディスクに頼ることになるでしょう。

それでも、数年後には、一般的なコンシューマー向けPCに3D XPointデバイスだけが搭載される可能性は十分にあります。3D XPointは現在のLPDDR3のようにリフレッシュに電力を必要としないため、電源をオフにしても電力は消費されません。ブラウザ、Photoshop、そしてもちろんAdobe Acrobatを起動しようとすると、ほぼ瞬時に起動します。なぜなら、3D XPointは実際には一度も「閉じた」ことがないからです。

おかしいように聞こえますか？でも、それはほぼ真実です。