Ein NVDIMM (ausgesprochen „en-vee-dimm“) oder nichtflüchtiges DIMM ist ein Typ von nichtflüchtigem Speicher (NVM) für Computer mit weit verbreiteten DIMM -Formfaktoren. NVM ist ein Speicher, der seine Daten auch dann behält, wenn die Stromversorgung unterbrochen wird, beispielsweise durch einen unerwarteten Stromausfall, einen Systemabsturz oder das normale Herunterfahren. NVDIMMs nutzen die gleiche Speicherverbindung wie herkömmliche DRAM-DIMMs. Einige (NVDIMM-N) verhalten sich wie herkömmliche DIMMs, verfügen aber zusätzlich über nichtflüchtige Funktionen, wodurch die Wiederherstellungszeit nach einem Systemabsturz verbessert wird. Andere (NVDIMM-F) ermöglichen eher den schnelleren Anschluss einer SSD und verbessern so die Anwendungsleistung. [ 1 ]

NVDIMM-N-Produkte verhalten sich sehr ähnlich wie herkömmlicher flüchtiger Speicher. Sie nutzen im Normalbetrieb flüchtigen Speicher und schreiben die Daten bei Stromausfall mithilfe einer integrierten Notstromversorgung in einen nichtflüchtigen Speicher. Flüchtiger Speicher ist schneller als nichtflüchtiger, byteadressierbar und kann beliebig beschrieben werden, ohne dass Verschleiß oder die Lebensdauer des Geräts beeinträchtigt werden. Die Integration eines zweiten Speichers zur Erzielung von Nichtflüchtigkeit (sowie der integrierten Notstromversorgung) erhöht jedoch die Produktkosten im Vergleich zu flüchtigem Speicher.

Anfang der 2010er-Jahre bestand großes Interesse an einem Ersatz für die in SSDs verwendete NAND-Flash- Technologie, da die Skalierung von 2D-NAND zum Stillstand gekommen war. [ 2 ] [ 3 ] Die Aussicht auf neue und schnellere nichtflüchtige Speichertechnologien, die fast so günstig wie NAND-Flash und so schnell wie DRAM sein sollten, führte 2014 zu dem Ziel, kosteneffizient zu skalieren, sodass persistenter Speicher DRAM als Hauptspeicher in Unternehmenssystemen ersetzen könnte. [ 1 ] Dies gelang jedoch nicht: Das größte dieser Projekte, Intels 3D-XPoint- Speicher, wurde von 2019 bis 2022 als DIMM angeboten, doch die schlechte Marktresonanz führte letztendlich zur Auflösung der Abteilung. [ 4 ]

Dennoch besteht weiterhin Hoffnung auf neue nichtflüchtige Speichertechnologien. Magnetoresistive RAMs finden nach wie vor Anwendung. Ein auf Kohlenstoffnanoröhren basierendes Nano-RAM wurde im Jahr 2020 angekündigt. [ 5 ]

Typen

Gemäß der JEDEC -Taxonomie gibt es drei Arten von NVDIMM-Implementierungen : [ 6 ]

JEDEC-Taxonomie für NVDIMM [ 7 ]
NameSpeichertypenByte-Zugriff?Zugriff blockieren?Standardisiert?Anmerkungen
NVDIMM-FNAND-FlashNEINGroßNEINKein Standard, aber seit 2014 verfügbar. Speicheradressiert. Flash-ähnliche Leistung.
NVDIMM-NDRAM und NAND-FlashJaKleinJaDer Computer greift während des Systembetriebs direkt auf den herkömmlichen DRAM zu. Bei einem Stromausfall kopiert das Modul die Daten vom flüchtigen DRAM in den permanenten Flash-Speicher und nach Wiederherstellung der Stromversorgung zurück. Während des Kopiervorgangs der DRAM-Daten in den Flash-Speicher nutzt das Modul eine kleine Notstromversorgung (oft einen Superkondensator ). Die Leistung entspricht der eines DRAM.
NVDIMM-PDRAM und/oder NVMJaJaFebruar 2021 [ 8 ]Ursprünglich für die Verwendung mit nicht-Flash-basierter „persistenter Speicher“-Technologie (NVM) vorgesehen.

Manche Typen passen nicht genau in eine dieser Kategorien:

Spezielle NVDIMM-Typen
NameSpeichertypenByte-Zugriff?Zugriff blockieren?Kommerziell?Anmerkungen
NVDIMM-XDRAM und NAND-Flash, monolithischer Chip?JaKleinmaßstäblichDer Flash-Speicher ist wesentlich größer als der DRAM-Speicher. Er fungiert als schnelle, an den Speicherbus angeschlossene SSD. [ 9 ]
Optane Persistent Memory3D XPointJaJaNicht mehr erhältlich2019–2022. Verfügbar mit Xeon Scalable Prozessoren der 2. und 3. Generation. Kann als flüchtiger Hauptspeicher, persistenter Speicher oder persistentes Blockgerät verwendet werden . [ 4 ]

Stand 2024 verwendeten die meisten NVDIMMs NAND-Flash als nichtflüchtigen Speicher. [ 10 ] Neue Speichertechnologien zielen darauf ab, Datenpersistenz ohne Cache oder zwei separate Speicher zu erreichen.

Notstromversorgung

NVDIMMs entwickelten sich aus den BBU -DIMMs (Battery Backed Up DIMMs) , die eine Backup-Batterie nutzten , um einen flüchtigen Speicher bis zu 72 Stunden lang mit Strom zu versorgen. Batterien sind in Computerkomponenten jedoch unerwünscht, da sie eine begrenzte Lebensdauer haben, als Sondermüll gelten können und Schwermetalle enthalten können , die gegen die RoHS- Richtlinien verstoßen.

Wenn das Modul über nichtflüchtigen Speicher verfügt, ist eine Notstromversorgung nur kurzzeitig nach einem Ausfall der Hauptstromversorgung des Computers erforderlich, während das Modul die Daten vom flüchtigen in den nichtflüchtigen Speicher kopiert. Moderne NVDIMMs verwenden daher integrierte Superkondensatoren zur Energiespeicherung.

Schnittstelle

Einige Serverhersteller produzieren noch immer Produkte, die die DDR3-Schnittstelle zum Computer nutzen , aber die Standardisierungsarbeit in den Jahren 2014 und 2015, beispielsweise bei JEDEC [ 13 ] und ACPI [ 14 ] , basierte auf der DDR4- Schnittstelle.

Unterstützung

Hardwareunterstützung

Xeon-Prozessoren ab Broadwell unterstützen NVDIMM-N.

Betriebssystemunterstützung

Verwendung

Das BBU-DIMM wurde ursprünglich als Cache für RAID -HBAs (Hostbusadapter) oder -Systeme entwickelt, um die Daten im Cache auch bei Stromausfall zu erhalten. NVDIMMs werden mittlerweile nicht mehr nur in RAID-Anwendungen, sondern auch in schnellen Speichersystemen und für die In-Memory-Verarbeitung in Rechenzentren und Cloud-Computing- Umgebungen eingesetzt . [ 16 ]

Siehe auch

Referenzen

  1. ^ a b Nichtflüchtiger Speicher und seine Verwendung in Unternehmensanwendungen (PDF) , SNIA , Januar 2014
  2. ^ Grupp, Laura M.; Davis, John; Swanson, Steven (Februar 2012). „Die düstere Zukunft des NAND-Flash-Speichers“ (PDF) . Microsoft Research . Archiviert (PDF) vom Original am 10.02.2019 . Abgerufen am 08.05.2014 .
  3. ^ Maleval, Jean Jacques (11.03.2013). „SSDs riskieren massiven Datenverlust“ . Storage Newsletter . Abgerufen am 06.09.2013 .
  4. ^ a b „Intel® Optane™ Technologie: Speicher oder Datenspeicher? Beides" (PDF) . April 2019.
  5. ^ Clarke, Peter (14. April 2020). „Erste NRAM-Produkte mit Kohlenstoffnanoröhren sollen 2020 auf den Markt kommen, sagt Nantero“ . eenewsanalog.com . European Business Press . Abgerufen am 19. September 2020 .
  6. ^ Golander, Amit (23.08.2015). „Willkommen im Zeitalter der NVDIMM-Karten“ . Plexistor . Archiviert vom Original am 23.12.2018 . Abgerufen am 23.08.2015 .
  7. ^ Sainio, Arthur; Martinez, Mario (2016). "NVDIMM-N Cookbook: A Soup-to-Nuts Primer on Using NVDIMM-Ns to Improve Your Storage Performance" (PDF) .
  8. ^ „JEDEC veröffentlicht DDR4 NVDIMM-P Busprotokollstandard“ . JEDEC . 17.02.2021 . Abgerufen am 17.02.2021 .
  9. ^ Amidi, Mike (2016). "NVDIMM-X Deliver DRAM performance at NAND Capacity" (PDF) .
  10. ^ Crump, George (2012-10-02). "Ist DRAM-Speicher noch sinnvoll?" . Storage Switzerland .{{cite web}}CS1-Wartung: Veralteter Archivierungsdienst ( Link )
  11. Russell , Gil (11.08.2015). „Viking Technology und Sony im ReRAM-Speicher-Mashup“ . TechEye . Archiviert vom Original am 16.04.2016 . Abgerufen am 11.08.2015 .
  12. ^ Armstrong, Adam (19.11.2015). „Netlist und Samsung kooperieren bei der Entwicklung von NVDIMM-P“ . Storage Review . Archiviert vom Original am 02.01.2021.
  13. ^ „JEDEC kündigt Unterstützung für NVDIMM-Hybridspeichermodule an“ . JEDEC . 26.05.2015. Archiviert vom Original am 24.04.2016 . Abgerufen am 26.05.2015 .
  14. ^ Larabel, Michael (21.05.2015). „ACPI 6 Non-Volatile Memory Device Support NFIT libND For Linux“ . Phoronix . Archiviert vom Original am 23.12.2018 . Abgerufen am 21.05.2015 .
  15. ^ „Storage-class Memory (NVDIMM-N) Health Management in Windows | Microsoft Learn“ . learn.microsoft.com . Abgerufen am 30.08.2025 .
  16. ^ Verity, John W. (19.09.2012). „Nichtflüchtiges DRAM wird Anwendungen einen großen Schub geben“ . Datacenter Acceleration . Abgerufen am 06.09.2013 .{{cite web}}CS1-Wartung: Veralteter Archivierungsdienst ( Link )