Какие из следующих утверждений об энергонезависимой памяти dimm optane dc верны
Обновлено: 04.07.2024
Новая энергонезависмая память Intel® Optane™ DC меняет представление о возможностях традиционных архитектур, предлагая энергонезависимую память большой емкости по доступной цене. Благодаря непревзойденной производительности рабочих нагрузок с интенсивным обращением к памяти, высокой плотности виртуальных машин и быстрому хранилищу данных энергонезависимая память Intel® Optane™ DC — в сочетании с масштабируемыми процессорами Intel® Xeon® 2-го поколения — ускоряет трансформацию ИТ-инфраструктуры для соответствия требованиям эпохи данных, предоставляя беспрецедентно быструю аналитику, облачные сервисы и коммуникационные сервисы нового поколения.
Читать краткое описание продукции ›
Продукция
Используемые фильтры
Модуль энергонезависимой памяти Intel® Optane™ DC, 128 ГБ
Модуль энергонезависимой памяти Intel® Optane™ DC, 256 ГБ
Модуль энергонезависимой памяти Intel® Optane™ DC, 512 ГБ
Продукция
Full Width
Срок действия истекает >
Срок действия истекает >
К сожалению, в настоящий момент невозможно загрузить информацию о ценах. Одновременно можно сравнивать не более четырех продуктов. Удалите один или несколько элементов, прежде чем добавлять новые. Нельзя сравнивать выбранный элемент с элементами, которые уже добавлены для сравнения. Выберите сравнимые продукты или удалите существующие элементы, прежде чем добавить этот продукт.Разверните энергонезависимую память Intel® Optane™ DC в своем центре обработки данных
Готовы связаться с Intel, чтобы ускорить модернизацию центра обработки данных?
Характеристики и информация о производительности
Большая емкость по доступной цене
Энергонезависимая память Intel® Optane™ DC обеспечивает доступную альтернативу дорогостоящей памяти DRAM, предоставляя огромную емкость и поддержку для ресурсоемих рабочих нагрузок и новых инструментов, таких как базы данных в оперативной памяти. Энергонезависимая память Intel® Optane™ DC позволяет оптимизировать совокупную стоимость владения не только за счет сокращения расходов на приобретение дополнительных модулей памяти, но и за счет снижения стоимости лицензирования ПО, сокращения числа узлов, энергоэкономичности и других факторов повышения эксплуатационной эффективности.
Максимальное повышение эффективности вложений
Энергонезависимая память Intel® Optane™ DC способствует развитию консолидации инфраструктуры. Благодаря увеличению объема памяти, обеспечиваемому памятью Intel® Optane, теперь возможно консолидировать рабочие нагрузки для использования меньшего количества узлов, что позволяет сэкономить на большем количестве развертываний и задействовать ранее малоиспользуемые процессоры из-за ограничений памяти.
Основа для инноваций
Энергонезависимая память Intel® Optane™ DC является качественно новым уровнем памяти, обладающим новым уровнем производительности и энергонезависимости, и поэтому архитекторы и разработчики развертывают эту память в качестве основы для инноваций, используя такие преимущества, как новые сценарии применения в области перезапуска и репликации и превосходная производительность благодаря устранению узких мест системы, которые сильно ограничивали рабочие нагрузки. Кроме того, разработчики теперь могут использовать ультратонкое, но сверхбыстрое запоминающее устройство на шине памяти.
Энергонезависимая память Intel® Optane™ DC в реальном мире
Будущее вычислений баз данных в оперативной памяти
Узнайте, как Intel, SAP и Accenture предоставляют решение для высокопроизводительной и недорогой памяти большой емкости.
Пример применения масштабируемой эталонной архитектуры SKT* 5G MEC
Компания SK Telecom (SKT) и корпорация Intel совместно протестировали эталонную архитектуру нового поколения SKT 5G MEC.
Партнер масштабируемой платформы Intel® Xeon® 2-го поколения: TACC
Благодаря технологии Intel® Deep Learning Boost и энергонезависимой памяти Intel® Optane™ DC система TACC теперь может предложить исследователям новые способы решения проблем.
Целевые рабочие нагрузки
База данных в памяти и сервисы обработки данных
Современные базы данных в оперативной памяти ограничены возможностями традиционных вычислительных архитектур, которые используют дорогую энергозависимую память малой емкости. Новая энергонезависимая память Intel® Optane™ DC — это новый уровень памяти, который отличается большой емкостью, энергонезависимостью, доступностью и позволяет значительно увеличивать емкость и производительность для быстрой обработки данных. Поскольку данные сохраняются при отключении питания, перезапуск системы происходит быстрее, что позволяет оперативно восстанавливать сервисы и увеличить время работоспособности системы (если раньше это занимало несколько минут, то теперь на это уходит лишь несколько секунд).
Виртуализация
Раньше плотность виртуальных машин (ВМ) и производительность виртуализации были ограничены дорогостоящей энергозависимой системной памятью с малой емкостью. Новая энергонезависимая память Intel® Optane™ DC предоставляет сервисы виртуализации с более высоким уровнем емкости, предлагая доступный и энергонезависимый уровень памяти высокой емкости для обеспечения повышенной плотности ВМ по доступной цене.
Быстрая система хранения данных
Сверхбыстрые решения для хранения данных были ограничены дорогостоящей системной памятью малой емкости, которая перенаправляла данные на разные носители с различным уровнем производительности, что приводило к появлению разных уровней производительности, емкости и стоимости. Энергонезависимая память Intel® Optane™ DC и SSD-накопитель Intel® Optane™ DC открывают беспрецедентные возможности для ультрабыстрого хранения и обработки данных благодаря предоставлению качественно новых решений для хранения данных с уровнем производительности, который раньше демонстрировали лишь высокопроизводительные дорогостоящие решения только в оперативной памяти.
В июле 2015 года компании Intel и Micron анонсировали принципиально новую технологию энергонезависимой памяти – 3D XPoint (читается «3D crosspoint»).
Память 3D XPoint на один-два порядка быстрее традиционной энергонезависимой памяти NAND – основы большинства современных твердотельных накопителей. Кроме того, ее ресурс перезаписи тоже на два порядка выше, чем у обычной флэш-памяти. 3D XPoint допускает побайтовое чтение и запись в отличие от NAND, которая позволяет читать и записывать блоки данных размером не менее 4KB.
С другой стороны, 3D XPoint примерно в пять раз медленнее энергозависимой памяти DRAM, используемой в качестве оперативной памяти в компьютерах и серверах.
Основанные на технологии 3D XPoint устройства компании Intel выпускаются под торговой маркой Optane.
В настоящее время в серверах, в том числе и в наших серверах Team, применяются твердотельные NVMe-накопители Intel Optane DC P4800X с памятью 3D XPoint и интерфейсом PCIe 3.0 x4, выполненные либо в виде плат расширения, устанавливаемых в слоты PCIe, либо в виде «обычных» накопителей 2,5”, устанавливаемых в дисковую корзину и подключаемых к специальным разъемам для накопителей NVMe.
Хотя 3D XPoint существенно быстрее NAND, дополнительные задержки, вносимые интерфейсом PCIe, не позволяют накопителям Optane NVMe полностью раскрыть свой скоростной потенциал, поэтому SSD NVMe на базе 3D XPoint и SSD NVMe на базе NAND демонстрируют схожую производительность, значительно отличаясь друг от друга только по ресурсу записи.
Однако недавно компания Intel представила новую реинкарнацию памяти 3D XPoint, в которой сочетание ее уникальных возможностей – быстродействия, выносливости, побайтовой адресации и энергонезависимости – способно проявить себя в полной мере.
Это случилось в апреле этого года, когда компания Intel объявила о начале продаж модулей памяти, основанных на технологии 3D XPoint и предназначенных для установки в разъемы оперативной памяти на материнской плате. Такие модули получили название Intel Optane Data Center Persistent Memory Module (DCPMM).
Из следующего графика понятно, почему с появлением нового интерфейса для 3D XPoint можно ожидать качественного скачка производительности устройств на ее основе.
Новый интерфейс избавлен от заметных временных потерь - из графика видно, что величина задержки, вносимая интерфейсом PCIe и ПО (операционной и файловой системами и драйверами), для накопителей Optane (PCIe) составляет около 10 микросекунд в сравнении с Optane (DIMM).
Кроме того, новый интерфейс обладает существенно большей пропускной способностью. Если накопитель NVMe, подключаемый обычно по четырем линиям PCIe, имеет пропускную способность интерфейса 4GB/s, модуль Persistent Memory «шириной» 8 байт, устанавливаемый в стандартный слот DIMM и работающий на эффективной частоте 2’667 MHz/s, имеет полосу пропускания 21GB/s. С учетом того, что все шесть каналов интегрированных в процессор двух контроллеров оперативной памяти работают параллельно, суммарная пропускная способность интерфейса для шести модулей Optane составляет 126 GB/s.
Далее я буду использовать следующие сокращения:
- DCPM – Intel Optane Data Center Persistent Memory
- DCPMM - Intel Optane Data Center Persistent Memory Module
Intel предлагает DCPM модули трех номиналов: 128GB, 256GB и 512GB. Ресурс записи очень большой: для модуля 128GB он составляет 1250 ежедневных полных перезаписей (DWPD) на протяжении 5 лет, для модуля 256GB – 750 DWPD, для модуля 512GB – 320 DWPD. Чтобы исчерпать ресурс модуля 128GB, который составляет 290 Петабайт (128GB x 1250 x 365 x 5), за гарантированные производителем 5 лет, необходимо на протяжении этого срока непрерывно записывать на него данные со скоростью 1,85GB в секунду. Интересно, что Intel заявляет для этого модуля именно такую максимально возможную скорость записи при размере блока 256 байт.
Мы протестировали модули DCPM на платформах Intel и Supermicro. В этой статье я расскажу о системных требованиях со стороны Intel Persistent Memory, сценариях использования, задачах, для которых применение памяти Optane обещает быть эффективным, а также поделюсь результатами тестирования.
Системные требования и режимы работы Intel DC Persistent Memory
Модули памяти Intel Persistent Memory можно устанавливать в серверы на базе процессоров Intel Xeon Scalable 2-го поколения. Эта память поддерживается следующими моделями процессоров:
- Intel Xeon Platinum 82XX (все модели)
- Intel Xeon Gold 62XX (все модели)
- Intel Xeon Gold 52XX (все модели)
- Intel Xeon Silver 4215
Intel Persistent Memory должна всегда использоваться вместе с обычной памятью DRAM. Следует учитывать, что суммарный объем DRAM и DCPM, подключенных к одному процессору, не должен превышать максимального объема памяти, разрешенного для данной модели процессора:
- 4,5 TB - для процессоров с индексом «L»
- 2,0 TB - для процессоров с индексом «M»
- 1,0 TB - для всех остальных процессоров
Intel Persistent Memory может работать в трех режимах: Memory Mode, App Direct Mode и Mixed Mode, который является комбинацией первых двух. Режим работы памяти выбирается в BIOS сервера.
Memory Mode
В Memory Mode модули Persistent Memory используются в качестве оперативной памяти, а стандартные модули DIMM – в качестве кэш-памяти верхнего уровня (L4). Операционная система в этом режиме «видит» оперативную память, включающую только модули Persistent Memory.
Использование Memory Mode может оказаться выгодным для приложений, требующих значительного объема оперативной памяти, по следующим причинам.
Во-первых, Persistent Memory дешевле «обычной» памяти DRAM. Например, на момент написания этой статьи модуль DCPM 128GB более чем в три раза дешевле модуля DRAM 128GB и в два раза дешевле пары модулей DRAM 64GB.
Во-вторых, при использовании Persistent Memory можно получить больший объем оперативной памяти в сервере. Например, для двухпроцессорного сервера с использованием DRAM можно установить только 3072GB оперативной памяти (24 модуля по 128GB, модули большего объема пока недоступны), а с использованием Intel Persistent Memory объем ОЗУ можно довести до 6144GB, установив 12 модулей DCPM 512GB. Правда, в этом случае потребуется установка еще 12 модулей DRAM по 32GB или 64GB для использования в качестве кэш-памяти L4 (этот объем памяти не будет виден операционной системе).
Примеры приложений, которые могут выиграть от увеличения объема оперативной памяти: кэш-память больших SQL баз данных, хранилище индексов поисковых алгоритмов, платформы виртуальных машин, высокопроизводительные вычисления, трейдинг. В общем, любые приложения, требовательные к объему оперативной памяти.
Хотя Persistent Memory в несколько раз медленнее памяти DRAM по времени отклика (задержке), производительность подсистемы памяти на базе DCPM + DRAM (L4) лишь незначительно ниже «обычной» DRAM. Почему? Во-первых, пропускная способность у DCPM сопоставима с DRAM (для шести модулей она составляет при чтении около 50GB/s и 20GB/s при записи, для DRAM порядка 110/100 GB/s соответственно). Во-вторых, разница в скорости нивелируется наличием большого объема кэш-памяти, в роли которой выступает DRAM. Дело в том, что данные, находящиеся в оперативной памяти, различаются по степени «востребованности» приложениями. «Горячие» данные, к которым приложения обращаются чаще, будут присутствовать в кэш-памяти и их обработка будет выполняться со скоростью DRAM. Обращения к «холодным» данным из Persistent Memory выполняются реже и меньше влияют на общую производительность.
При выборе конфигурации сервера с использованием модулей Persistent Memory для работы в Memory Mode необходимо придерживаться следующих правил:
- все модули DCPM должны быть одинаковыми
- все модули DIMM должны быть одинаковыми
- модули DIMM Single Rank x8 использовать нельзя
- число модулей DIMM должно быть равно или больше числа модулей DCPM
- минимальное количество модулей DCPM – 1 модуль на CPU, в этом случае используется только первый контроллер памяти IMC0 процессора, слоты второго контроллера IMC1 остаются пустыми
- максимальное количество модулей DCPM – 6 модулей на CPU или 12 модулей на двухпроцессорный сервер
- если используются оба контроллера памяти процессора, расположение модулей памяти на обоих контроллерах должно быть симметричным
- если в сервере установлено два процессора, расположение модулей памяти на обоих процессорах должно быть одинаковым
- в один канал контроллера памяти можно установить не более одного модуля DCPM
- если модуль DCPM устанавливается в канал вместе с модулем DIMM, он должен располагаться в ближнем к процессору слоте (слот 1)
- если модуль DCPM устанавливается в канал без модуля DIMM, он должен располагаться в дальнем от процессора слоте (слот 0)
- объем модулей DIMM во всех каналах, где они установлены, должен быть одинаковым
- соотношение объемов памяти DCPM и DIMM в сервере должно находиться в диапазоне от 16:1 до 4:1 (чем меньше, тем быстрее, но дороже).
Примеры корректной установки модулей DCPM и DIMM для одного процессора (на втором – аналогично) для Memory Mode:
Рисунок 2. Примеры корректной установки модулей DCPM и DIMM (DRAM) для Memory ModeНа момент тестирования Persistent Memory в Memory Mode мы располагали только двумя модулями DCPM емкостью 128GB, поэтому сравнили две однопроцессорные конфигурации с точки зрения быстродействия подсистемы памяти:
1) 4 модуля DIMM 16GB, объем ОЗУ 64GB, рабочая частота 2666 MHz
2) 2 модуля DCPM 128GB, 4 модуля DIMM 16GB, объем ОЗУ 256GB, рабочая частота 2666 MHz, соотношение объемов DCPMM и DIMM 4:1
Результаты тестирования приведены на графике:
для DIMM и DCPM
При задействовании 6 каналов контроллера для модулей DCPM и том же соотношении объемов DCPMM и DIMM 4:1 (6 модулей DCPM 128GB и 6 модулей DIMM 32GB) разница в производительности DCPM и DIMM будет еще меньше.
В Memory Mode модули памяти DCPM не сохраняют данные при перезагрузке или потере питания. Это сделано специально, поскольку информация, находящаяся в области кэш-памяти (в обычных модулях DIMM), в этих случаях теряется по определению и целостность данных не может быть обеспечена.
App Direct Mode
В отличие от Memory Mode в режиме App Direct Persistent Memory выступает как энергонезависимое устройство хранения прямого доступа, подключенное непосредственно к шине памяти.
Требования к расположению модулей DIMM и DCPM такие же, как и в случае Memory Mode, за одним исключением: когда в сервере присутствует только один модуль Persistent Memory, модули DIMM должны устанавливаться в оба контроллера памяти процессора, то есть их должно быть как минимум две штуки.
В App Direct Mode приложения могут записывать и читать данные напрямую из области Persistent Memory подобно тому, как они это делают, используя оперативную память (с тем важным отличием, что эта память энергонезависимая). Поддерживаются побайтная адресация, режимы DMA и RDMA (прямой доступ к памяти), для операций чтения задействуется кэш-память процессора. DCPM в этом режиме лишь немого уступает в производительности оперативной памяти DDR4: величина задержки составляет примерно 200 наносекунд для операций чтения и 300 наносекунд для записи против 75 наносекунд для оперативной памяти DRAM, а пропускная способность при использовании 6 модулей DCPM на сокет достигает 47 GB/s для чтения и 18 GB/s для записи против примерно 100 GB/s для оперативной памяти.
Режим App Direct целиком раскрывает потенциал Optane Persistent Memory как устройства хранения, исключая задержки, присущие традиционным устройствам хранения и вносимые протоколом PCIe и операционной и файловой системами. App Direct позволяет приложениям взаимодействовать с памятью Persistent Memory на более высоком уровне пропускной способности и со значительно меньшими задержками по сравнению с самыми производительными твердотельными накопителями корпоративного уровня. Режим App Direct также позволяет данным приложений оставаться доступными даже после перезагрузки или перебоев в питании.
Для использования DCPM в режиме App Direct производители приложений должны их модифицировать при помощи набора библиотек Intel Persistent Memory Development Kit (PMDK). Поддержка Persistent Memory уже реализована в таких приложениях, как MS SQL Server 2019, VMware и некоторых других.
Если приложение не модифицировано для поддержки режима App Direct, оно может использовать Persistent Memory как обычный накопитель в режиме Storage over App Direct, который поддерживается на уровне операционной системы (например, такая поддержка есть в Windows Server 2019). В этом случае взаимодействие c Persistent Memory осуществляется не напрямую из приложения, а через драйвер операционной системы, который обеспечивает блочный или файловый (вместе с файловой системой ОС) доступ к области Persistent Memory. Производительность в этом режиме заметно ниже, чем в «чистом» App Direct Mode, поскольку добавляются задержки со стороны ПО.
Storage over App Direct Mode
В этом режиме модуль DCPM «виден» в операционной системе как обычный физический накопитель, к которому возможен блочный или файловый доступ, осуществляемый средствами ОС.
Каждый модуль DCPM может использоваться как отдельный накопитель. Кроме того, модули, подключенные к одному процессору, на уровне BIOS сервера можно объединить в единый накопитель с чередованием подобно RAID0. Модули, подключенные к разным процессорам, объединить можно только программно.
В App Direct модули DCPM можно тестировать как обычные накопители. Сначала мы протестировали 4 модуля в режиме JBOD на операциях случайного чтения и записи, чтобы посмотреть, как масштабируется производительность и какова ее зависимость от количества одновременных запросов. Здесь важно отметить, что для модулей DCPM, в отличие от обычных накопителей, производительность не зависит от глубины очереди приложения, а реагирует только на число одновременных потоков нагрузки.
Затем мы решили сравнить, получится ли выигрыш в производительности на модулях DCPM по сравнению с обычными NVMe-накопителями в режиме RAID-массива, в качестве которых мы взяли одни из самых быстрых накопителей Intel DC P4610.
Поскольку модули Persistent Memory аппаратно можно объединить только в RAID0, нам пришлось ограничиться только этим типом RAID. Накопители NVMe объединялись в аппаратный RAID0 средствами Intel VMD. Сразу отметим, что VMD с точки зрения масштабирования производительности RAID-массива пока не впечатляет (мягко говоря).
NVMe NAND (Intel VMD)
NVMe NAND (Intel VMD)
Что можно сказать о потенциале использования Intel Persistent Memory в качестве обычных накопителей? Вот некоторые соображения:
Сегодня утром в южнокорейском Сеуле Intel провела мероприятие, посвященное перспективным планам на рынке памяти и твердотельных накопителей. На нём представители компании рассказали о будущих моделях Optane, о прогрессе в разработке пятибитовой PLC NAND (Penta Level Cell) и о других перспективных технологиях, которые она собирается продвигать в течение последующих лет. Также Intel рассказала о своём желании в дальней перспективе внедрить энергонезависимую оперативную память в настольных компьютерах и о новых моделях привычных SSD для этого сегмента. В завершении череды анонсов Intel объявила, что после произошедшего «развода» с Micron вся разработка Optane переносится в Ранчо Рио, штат Нью-Мексико.
В первую очередь Intel подтвердила ведущуюся работу над новым, вторым поколением накопителей на базе энергонезависимой памяти 3D XPoint. Это поколение Optane SSD получило кодовое имя Alder Stream, и оно будет способно предложить заметно лучшую производительность по сравнению с имеющимися на рынке Optane SSD текущего поколения.
Также можно ожидать примерно двукратного роста показателей производительности на произвольных операциях и перехода на использование интерфейса PCI Express 4.0, поддержка которого должна появиться в следующем году в серверных платформах Intel.
Логично ожидать, что, основываясь на проекте Alder Stream, Intel подготовит и новые решения для энтузиастов, которые придут на смену текущим Optane SSD 900P и 905P, однако никакой конкретной информации об этом обнародовано не было. Более того, планы Intel не включают никаких новых потребительских продуктов, продолжающих серии Optane Memory и Optane SSD 800P. В первом случае это связано с мнением Intel, что идея кеширующих накопителей изжила себя из-за распространения полноценных SSD. Во втором же компания считает выпуск быстрых SSD на базе 3D XPoint целесообразным, только если они имеют достаточную ёмкость, а обеспечить это в компактном форм-факторе оказывается невозможно.
Говоря об энергонезависимых модулях DIMM, построенных на технологиях Optane (так называемых Optane DC Persistent Memory), компания подтвердила, что их развитие происходит с чёткой привязкой к выходу новых поколений серверных платформ. Поэтому второе поколение модулей Optane DC Persistent Memory появится в 2020 году вместе с процессорами Xeon дизайна Cooper Lake (14 нм) и Ice Lake (10 нм). Пока трудно сказать, какие конкретно отличия получат модули Optane нового поколения, но Intel говорит, что новая разработка, известная также под кодовым именем Barlow Pass, будет иметь какие-то специальные оптимизации под будущие процессоры Xeon. Также планы упоминают ещё одно кодовое имя — Crow Pass — поколение Optane DC Persistent Memory, привязанное к процессорам Sapphire Rapids, запланированным на 2021 год. Такая память, вероятно, перейдёт на внешний интерфейс, совместимый уже с DDR5 SDRAM.
Напомним, Optane DC Persistent Memory представляет собой высокоплотные, высокопроизводительные и энергонезависимые модули памяти, устанавливаемые в обычные слоты DDR4. Благодаря их применению в серверах специально спроектированное программное обеспечение получает возможность постоянно хранить терабайты информации на ближайшем расстоянии от CPU, обеспечивая таким образом гораздо более низкие задержки при доступе к данным по сравнению с классическими носителями информации. Optane DC Persistent Memory совместно с системами хранения данных на базе Optane SSD при использовании специально оптимизированного программного обеспечения позволяет получить заметную прибавку в производительности с достаточно небольшими затратами, считает Intel.
И в этой связи следующим шагом Intel собирается начать расширение ареала обитания Optane DC Persistent Memory из дата-центров в высокопроизводительные рабочие станции.
Представители компании подтвердили, что всё необходимое оборудование уже готово и никаких препятствий для установки Optane DC Persistent Memory в рабочие станции на аппаратном уровне не существует. Более того, операционная система Windows 10 даже имеет определённую поддержку энергонезависимых модулей. Но до того момента, как полноценная поддержка этой технологии появится в программном обеспечении, пройдёт ещё год или два.
Именно тогда и можно будет разговаривать о целесообразности применения Optane DC Persistent Memory где-то за пределами серверной экосистемы.
Наверное, еще ни одно решение в отрасли накопителей не рекламировалось столь долго, масштабно и красочно, как Intel 3D XPoint и Intel Optane. Столько обещаний и соблазнительных рассказов, столько презентаций. И, наконец, столь долгожданный дебют, также не обошедшийся без массированной рекламной кампании. Однако в итоге выпущено всего три накопителя: один серверный DC P4800X на 375 Гбайт и два потребительских Memory объемом 16 и 32 Гбайт.
реклама
Иначе говоря, никаких твердотельных накопителей в полном понимании этого слова для пользователей не выпущено вовсе: лишь два малоемких устройства, которые предлагается использовать как кэширующие к основному накопителю, установленному в системе. Мало того, официально Optane Memory привязаны к операционной системе Windows и фактически – только к процессорам Intel, поскольку вторым условием является использование материнской платы на основе набора системной логики Intel 200-й серии.
Но, может быть, не все так разочаровывающе, и Intel Memory Optane на деле настолько великолепен, что ради него стоит выбросить на свалку свой старый ПК и очертя голову бежать за покупкой вышеуказанной аппаратной платформы Intel? Попробуем разобраться с этим.
MSI RTX 3070 сливают дешевле любой другой, это за копейки Дешевая 3070 Gigabyte Gaming - успей пока не началосьОбзор Intel Optane
Статус модели
Цены (на момент публикации):
- В московской рознице – 5800 рублей;
- Регард – 5400 рублей;
- Amazon – $79.99 (4621 руб.);
- Newegg – $127.99 (7399 руб.);
- ComputerUniverse – €70.58 (4831 руб.) для заказа в РФ.
Intel 3D XPoint
реклама
3D XPoint (расшифровывается как 3D Crosspoint) – это новый тип энергонезависимой памяти, над которой компании Intel и Micron работали в течение долгого времени (достаточно сказать, что первый анонс состоялся еще в 2015 году, не говоря уже о предварительных более ранних публикациях).
К сожалению, на сегодняшний день, инженерные подробности новой разработки до сих пор остаются закрытыми, публикуется информация лишь об основных принципах работы. И в первую очередь, подчеркивается, что это – не NAND, по словам представителей Intel и Micron, 3D XPoint не имеет ничего общего с привычной флеш-памятью. Отрицается не только принадлежность не только к классу NAND, но и MRAM (магнитно-резистивной записи), и PRAM (переход фазового состояния), и DRAM.
Еще на этапе первых анонсов независимые специалисты высказывали предположения, что на самом деле все-таки имеет место именно фазовый переход, когда используемый материал меняет свое термоэлектрическое состояние и, вполне вероятно, используются халькогениды. Я не стану вдаваться в технические подробности, а просто адресую к одной из технических статей на эту тему, опубликованную на PC Perspective.
Кристаллы памяти 3D XPoint имеют строение перекрестной решетки, которая соединяет 128 миллиардов ячеек. Каждая ячейка хранит только один бит данных, подобно SLC NAND. Но в NAND ячейка программируется только один раз, а затем, перед записью в нее новых данных, возникает необходимость произвести сброс ее состояния и только затем производить запись (цепочка «read-modify-write»). Для изменения состояния ячеек применяются различные уровни напряжений, а потому в NAND используется поблочная структура: ячейки собираются в «страницы», а страницы – в блоки. Операции записи производятся постранично, а стирания – поблочно. В 3D XPoint нет понятия «страница» и «блок», любые операции можно выполнять, адресуя напрямую каждую ячейку в отдельности. Побитный доступ позволяет Intel и Micron заявлять о возможности использования новой памяти не только в привычных форм-факторах накопителей, но на данный момент на логическом уровне ячейки памяти в Intel Optane Memory пока что все равно объединяются в блоки по 512 байт.
Также ячейки новой памяти не нуждаются в предварительной очистке перед записью данных (цепочка «read-modify-write»). Соответственно, отпала нужда в реализации алгоритмов «сборки мусора» («Garbage Collection»). Благодаря этому, помимо сокращения задержек на операциях записи, снижаются требования и к быстродействию контроллера, а попутно – необходимости установке буферной памяти DRAM. Интересно, что инженеры заявляют о резком повышении скорости записи, теперь она на одном и том же типе операций не отличается от чтения.
На данный момент конструктив микросхем памяти 3D XPoint существует только в одном варианте: каждая микросхема размерами 17.6 х 13.7 мм содержит только один кристалл размерами 16.16 х 12.78 мм, имеющий емкость 128 Гбит и изготовленный по нормам 20-нм техпроцесса. Что интересно, по исследованиям независимых специалистов, подавляющая часть кристалла отведена именно под ячейки, на управляющие структуры приходится меньше 9%.
Данный показатель называет «эффективность памяти на кристалле» и по нему Intel и Micron обходят не только своего ближайшего технологического конкурента Samsung (3D 48L V-NAND – примерно 70%), но и побили свой предыдущий рекорд – свою собственную 3D V-NAND с ее
Но даже эти цифры – на порядок лучше, чем у DRAM, что, в совокупности с гораздо большим ресурсом по циклам перезаписи (теоретически предполагается, что он сопоставим с DRAM), позволит 3D XPoint заменить ее. Пока что подобные продукты еще не выпущены, существуя лишь в тестовых образцах, но уже сейчас они выглядят крайне привлекательно: сравните размеры одной микросхемы 3D XPoint и стоимость накопителя объемом 16 Гбайт и соответствующего модуля DDR4.
Безусловно, новая память интересна, но без недостатков не обошлось. Во-первых, производство ее пока сильно ограничено и пока имеются проблемы с наращиванием объемов. Во-вторых – немалая себестоимость (что, кстати, отчасти проистекает из первого). Если корпоративного заказчика еще можно привлечь сумасшедшими показателями IOPS и отрасль способна платить по $5 за гигабайт такого скоростного объема, то розничном рынке с таким ценником перспектив мало.
Поэтому Intel и Micron пошли по пути наименьшего сопротивления – выпуск малоемких кэширующих накопителей простой конструкции. Благо у Intel имеется небезызвестная технология Intel Smart Response – по сути, не только готовые наработки, но и множество контрактов с производителями готовых ПК, что есть готовый рынок сбыта. Достаточно лишь немного доработать программную часть с учетом особенностей новинки.
В сути Intel Optane Memory – это программно-аппаратный комплекс: все возможности раскрываются лишь при установке специального программного обеспечения. На сайте Intel присутствуют программные пакеты только для операционных систем семейства Microsoft Windows, причем имеются реализации не только для Windows 10, но и 8, и 7. Однако – только 64-разрядных редакций. А вот для рядовых пользователей операционных систем Linux никакой поддержки не предполагается вовсе.
«Старая» Intel SRT просматривается в Intel Optane буквально на каждом шагу: для активации данной технологии точно также необходимо иметь SATA-накопитель и накопитель Intel Optane Memory. Сначала подключаем к системе первый накопитель, устанавливаем на него операционную систему и пакет Intel SRT (если они не установлены), после чего активируем технологию кэширования. После чего быстродействие вырастает на операциях чтения и записи. Ограничение только одно – объем кэширующего накопителя, причем нужно понимать, что кэш – это не просто «посредник» в передачи данных туда-обратно, он хранит на себе часть наиболее используемых данных.
«Старая» реализация Intel SRT предусматривает два режима работы, между которыми можно выбирать самостоятельно: Write-throgh и Write-back. Первый режим предусматривает параллельную работу основного и кэширующего накопителей на операциях записи. Такой вариант медленней, но надежней – при случайном отключении кэширующего накопителя данные не пострадают и возможно продолжение работы без каких-либо ограничений. Второй режим быстрее, потому что быстродействие ограничивается скоростью кэширующего накопителя – все данные сначала поступают на него, а только потом переносятся на основной.
Но и в этом его слабость – в случае рассинхронизации их работы (кэширующий накопитель отключен нештатным образом), на основном накопителе может образоваться «каша» в силу того, что часть данных в режиме Write-back даже после нескольких перезагрузок может храниться только на кэширующем накопителе. Причем под «данными» подразумеваются не «файлы», а именно данные. Условно говоря, изменили крупный файл – измененный блок может остаться в кэше. В Intel Optane используется только второй режим и любое извлечение накопителя Intel Optane Memory приведет к недоступности данных (в моем случае при изъятии накопителя Intel из разъема, BIOS материнской платы отказывался признавать кэшируемый HDD как загрузочный, он даже не отображался в списке доступных).
реклама
Еще одним, уже прямым, ограничением является то, что официально Intel Optane доступна только при использовании в системе материнской платы на базе набора системной логики Intel «двухсотой» серии. Из «сотой» серии поддержка заявлена только для мобильных Intel QM175 и HM175.
И здесь наблюдается некоторый конфликт с маркетинговой точки зрения: «старую» версию Intel SRT можно активировать лишь на старших сериях наборов системного логики Intel. Таким образом, самый младший Intel B250 может похвастать самой продвинутой технологией кэширования на сегодняшний день, но прошлая ее версия на нем же недоступна.
Читайте также: