Toshiba Memory Mit »XL-Flash«-ICs DRAMs im KI-Umfeld ersetzen

Axel Störmann, Toshiba: »Wir visieren mit diesem Ansatz ja nicht einfach nur den selben Marktsektor an, den die 3D-Xpoint-basierten Optane-Versionen derzeit besetzen.«
Axel Störmann, Toshiba: »Wir visieren mit diesem Ansatz ja nicht einfach nur den selben Marktsektor an, den die 3D-Xpoint-basierten Optane-Versionen derzeit besetzen.«

Über das Entwicklungsstadium sind die nichtflüchtigen Speicher-IC-Techniken für den Ersatz von DRAMs mit Ausnahme von 3D-Xpoint nicht hinausgekommen. Jetzt hat Toshiba eine Idee.

3D-XPoint nennen Intel und Micron ihre Alternative zu Flash-Speichern, die sie vor drei Jahren stolz der Öffentlichkeit präsentiert hatten. Inzwischen gehen sie in diesem Sektor getrennte Wege. Die nichtflüchtigen 3D-Xpoint-Speicher-ICs auf Basis von Resistive Memories (es handelt sich so viel bekannt ist, um Phase-Change-Typen), zielen nach wie vor auf einen ganz bestimmten Marktsektor ab, von einem allgemeinen Ersatz von DRAMs kann inzwischen keine Rede mehr sein.

»Das können wir auch«, sagt Axel Störmann, Vice President von Toshiba Memory Europe. »Allerdings nicht auf Basis einer völlig neuen, schwer zu beherrschenden Technik. Wir setzen auf die wohlbekannte 3D-NAND-Flash-IC-Technik, die wir gut kennen.«

Also hat Toshiba mit den XL-Flash-Typen den evolutionären Weg eingeschlagen. »Überall dort, wo es um sehr leselastige Einsatzfälle geht, wollen wir mit den neuen XL-Flash-Typen eine attraktive Alternative zu DRAMs bieten. »Sie eigenen sich beispielsweise als kostengünstige Flash-ICs für den Einsatz im Deep-Learning«, erklärt Axel Störmann. Im Moment lote Toshiba noch aus, welche Anforderungen KI genau an die Speichersysteme stelle, und wie sich die Nachteile von DRAMs durch die geschickte Kombination und intelligente Weiterentwicklungen auf Basis existierenden Speicher-IC-Techniken umgehen ließen: »Wir visieren mit diesem Ansatz ja nicht einfach nur den selben Marktsektor an, den die 3D-Xpoint-basierten Optane-Versionen derzeit besetzen.«    

Die XL-Flash-ICs bieten kurze Latencies und sehr schnelle Zugriffszeiten. Es handelt sich bei den Flash-XL-Typen aber um echte 3D-NAND-Flash-Speicher, mit der Besonderheit, dass sie nur ein Bit pro Zelle speichern. In Zeiten, in denen 3D-Flash-Speicher mit 96 Layern auf den Markt kommen, die bis zu vier Bit pro Zelle speichern können, scheint das auf den ersten Blick ein Rückschritt zu sein.

Dazu noch einmal ein Blick auf die 3D-Xpoint-Technik: Die Optane-Speicher von Intel haben sich immerhin einen gewissen Marktsektor erobert – vielleicht ist er nicht ganz so groß, wie Enthusiasten der neuen Technik ursprünglich einmal erwartet hatte, doch vernachlässigbar ist der Marktsektor nicht, in dem sie DRAMs tatsächlich verdrängen können.

Auch Toshiba zielt laut Störmann mit den neuen XL-Flash-Speichern nicht darauf ab, DRAMs insgesamt abzulösen, sondern visiert das Umfeld des neu entstehenden KI-Marktes an.

Denn KI erfordert neue Speicherarchitekturen. Ganz neue Speicherarchitekturen wären auf Basis neuer nichtflüchtiger Techniken theoretisch möglich, was die Suche nach nichtflüchtigen Alternativen zu den Flash-Speichern neu beflügelt hat. Auch wenn vieles dafür spricht, die Suche weiter fortzusetzen, bleibt Störmann gelassen: »Im Moment sieht es ja nicht so aus, als ob eine alternative Speichertechnik die DRAMs und Flash-Speicher schon morgen vollständig ersetzen könnten.«

Also wäre es vernünftig, zunächst einmal auf dem evolutionären Weg einen Schritt weiter zu gehen und den Anwendern Speicher-ICs in die Hand zu geben, deren Einsatz wirtschaftlich sinnvoll ist und die tatsächlich geliefert werden könnten. Weitere Details will er derzeit nicht nennen: »Im Moment befinden wir uns noch in der Proof-of-Concept-Phase.« Berührungsängste zu existierenden Speichertechniken beständen dabei nicht.   

Es wären sogar Kombinationen aus den neuen und den aktuellen 3D-NAND-Speicher-ICs mit der Fähigkeit, mehrere Bits pro Zellen zu speichern, denkbar, genauso wie Kombinationen mit DRAMs.

Toshiba auf der embedded world 2019: Halle 3A, Stand 424