DOITAPP
DOIT数据智能产业媒体与服务平台
立即打开
DOITAPP
DOIT数据智能产业媒体与服务平台
立即打开

既能当内存又能当SSD,Optane如何释放3D Xpoint的威力?

2015年,英特尔向外界公布3D Xpoint技术,当时的人们都在琢磨,这是个啥?有人猜测这是相变存储(PCM) 演变而来的,有人说不是相变存储(PCM),有知情人士曾表示,3D Xpoint比传统的相变存储更快更稳定,但更具体而言是什么,外人不得而知。只是知道,与传统闪存相比,速度和耐久性分别提升了一千倍,而且存储密度也有100倍的提升。

最近,在英特尔傲腾技术媒体分享会上英特尔公司副总裁兼非易失性存储方案事业部战略规划、市场营销与业务拓展总监李仁基(William Leszinske)明确表示,不是相变存储。

所以,我们所知道的3D Xpoint存储介质既能当内存,也能当存储,当内存的时候比DRAM各种性能表现要相对弱一些,所以基本不可能取代现在的DRAM,但是封装密度会比DRAM高一些,价格要比DRAM便宜许多。当与NAND相比,除了性能有1000倍提升外,在功耗方面也有很大优化,当然,价格也会贵出一大截。

从3D Xpoint到Optane

2017年,英特尔公布了基于3D Xpoint技术的产品品牌Optane,中文译作傲腾,目前有Optane内存和Optane SSD两种,其中面向数据中心的产品包括Optane  SSD DC P4800X系列,半年后,又有了更大容量版本的更新,而且,顺序读写的性能也有小幅度的提升,提升了大概100MB/s。

这两个的容量规格跟以前NAND的存储很不一样,不怎么符合二进制的进化规则,之前的NAND SSD都是标称的120MB,240MB,500MB等,3D Xpoint的产品都是从375GB跳到了750GB,再到1.5TB。

HHHL PCIe口的P4800X

(图自:英特尔官方网站上)HHHL PCIe口的P4800X 750GB版本部分标称参数

U.2的P4800X 750GB

(图自:英特尔官方网站上)U.2的P4800X 750GB版本部分标称的参数

(图自:英特尔官方网站上)DC P4600 4TB版本标称的部分性能参数

相对来说,Optane在性能表现方面的优势主要体现在低延迟、高耐用性、随机读写能力强等方面。

而基于3D NAND的DC P4600,从简单的数字来看,4TB版本的DC P4600顺序写的速度(3200MB/s)要高于基于3D Xpoint的Optane P4800X 750GB(2200MB/s),当年3D Xpoint刚出来的时候宣称的比现有NAND快出1000倍的传闻,在Optane身上还没能实现,或许现在只是说明Optane在性能方面还有很大的提升空间。

从英特尔公司非易失性存储方案事业部战略规划与市场营销资深总监Greg Matson的介绍中了解到,3D Xpoint最显著的特点是支持字节寻址特性,细粒度寻址。NAND读的时候是以Page为单位的,NAND擦除的时候是以块为单位的,这样做会造成很大的资源浪费。

而3D Xpoint的细粒度读写能降低数据读写延迟,响应更快,细粒度的读写还能避免像NAND中非常明显的写放大的问题。

Optane当SSD用

英特尔既有3D NAND的系列闪存存储盘,也有Optane这个更高端的存储盘,定位上大致分为三类,第一类是用作内存,第二类用作缓存和快速存储,第三类用作主要的存储。用作内存的部分就是英特尔的持久内存技术以及Optane DC P4800X,P4800X也可用作缓存和快速存储部分。

当Optane用作缓存和快速存储,也就是SSD的时候,跟之前的3D NAND还是有很大区别的,在延时、稳定性方面有非常大的优势,随着工作负载的增加,Optane的SSD的响应时间的增长趋势远低于NAND的SSD,服务质量更稳定一些,这在数据中心多租户的环境下就更加凸显出价值了。

而且Optane还发挥3D Xpoint介质耐久性方面的优势,Optane DC P4800X的DWPD(硬盘每天写入量)是30,基于3D NAND的DC P4600仅为3.0。

SDS场景下需要为存储容量配置一定量的缓存,当Optane作为SDS缓存的时候,因为Optane性能高的原因,需要配置的缓存数量可以大大降低,所以,这也有利于降低成本。

Optane用作内存

Optane P4800X用作内存的时候后能带来的好处实在是数不胜数,十多年前,当内存完成从256MB到512MB再到1GB,2GB的跨越式发展,大内存对于提升操作系统运行表现非常明显,但是内存再多一点的话操作系统本身的性能提升就不再明显,只有在一些具体的工作负载下才有优势。

内存大的话操作系统可以提前把一些需要加载运行的东西放到内存里面,因为内存速度非常快,所以运行起来也快,这是大内存最直接的好处。

压缩和解压缩都非常耗费内存,压缩能降低传输时间和带宽的需求,对于提升系统性能非常有帮助。

大内存可以更好地支持内存数据库,支持更大的内存数据库,而且Optane的内存是非易失性的,配合fabric技术,可以在多个设备上做副本,安全性有保障。

Greg Matson介绍说,纯DRAM内存与DRAM加上Optane内存在Spark负载下性能表现差不多,但是成本只有前者的一半。

3D Xpoint落地到Optane后已经在多个方面表现出了明显优势,基于全新介质的Optane丰富了原来的存储分层,随着应用类型的多元化,必将释放出更大价值,英特尔在市场生态中的独特影响力也将对3D Xpoint的推广落地带来很大的积极效应。

在英特尔的路线图中,2018年下半年,英特尔还会推出基于3D Xpoint的持久内存(Persistent memory),DIMM口的持久内存(Persistent memory)真正插在DIMM卡槽上,3D Xpoint的技术进一步得到应用。

未经允许不得转载:DOIT » 既能当内存又能当SSD,Optane如何释放3D Xpoint的威力?