又一柄杀手锏

2017-04-27 22:29
CHIP新电脑 2017年4期
关键词:响应速度芯片组英特尔

英特尔傲腾技术专题测试

在半导体技术驱动下,计算机性能沿着摩尔定路突飞猛进,然而,仍旧逃离不开“存储”的瓶颈制约,拖累整个系统性能提升缓慢。使用闪存(NAND)加速的想法一直都在,Wintel都有尝试,今天,机会来了。

虽然7代酷睿没有账面上的制程改进,仅拿出14nm++的方式改进效率,但是英特尔却没闲着,随新处理器带来了两个平台性的升级,为下一轮电脑性能飞跃做好了准备。在英特尔历史上,两代芯片组特性接近、平行销售,并且同时支持最新一代处理器的情况十分少见,如今的100系列和200系列就是其中之一。除了对超频有所贡献之外,200系列芯片组还带了更重要的隐秘特性,这就是对Optane(傲腾)Memory的支持。

Optane Memory模块在系统里被设置成RAIDO模式。

做内存出身的英特尔

这不是玩笑话,历史上是这样的。无论是做NAND(与非)的渊源,还是今天的Optane,都算是延续着英特尔的存储梦。

有着强大晶圆制造能力的英特尔,不仅制造CPU和芯片组等主要PC芯片,同时顺手用着接近的制造工藝生产NAND,当然CPU用的是最先进的14nm,而NAND则相对“落后”,还在使用20nm制程。即便一直联手Micron,英特尔在整个市场里的份额仍下降至5%水平,远远被三星、海力士和东芝甩在身后。

虽然NAND产品上竞争力不足,但是英特尔一直在憋大招,这就是2015年正式发布的3D XPoint技术,年初被定名为Optane;美光则将其命名为QuantX。这里还有一个乌龙故事:Optane一度中文名被成为“闪腾”,“闪”自然是延续Flash所代表的快。然而在3月28日发布前一日,英特尔才最后定下了“傲腾”的名字,这让Optane旗下更早发布的另一款产品Optane SSD DC P4800X情何以堪——新闻稿和官网上还打着“闪腾TM”。

不是闪存

如此周折避开“闪”可谓用心良苦,从技术原理角度来看,3D XPoint或者说Optane与NAND/NOR等Flash完全不同,而更接近于内存,延迟、耐擦写性、介质速度等几个关键指标也优于NAND几个数量级,未来发展潜力巨大,改名就是避免与闪存混淆。有关3D XPoint技术详细解读,请见本刊2016年9月28页。

就在3月,英特尔紧锣密鼓地推出了两款Optane产品,分别是面向企业市场的Optane SSD和面向主流消费市场Optane Memory,而面向高端个人市场的Optane SSD很快也将上市。Optane最诱人的特性莫过于它有着堪比内存(DRAM)的性能而容量向NAND靠拢,真可谓是SSD的杀手。

当然,与3D XPoint具有类似特性的技术并不在少数,它们被统称为NVRAM,但是无论是FeRAM(铁电)、MRAM(磁阻)、PRAM(相变)还是Millipede Memory(千足虫)、NanoRAM(碳纳米管),距离产品化乃至商品化都还有相当的距离,而Optane已在眼前。

惊鸿一瞥

别看叫“SSD”,但是Optane SSD已经不再使用NAND做存储介质,性能是它的最大卖点。无论是响应速度、IOPS还是吞吐速度,已经上市的DC P4800X都远超DC 3600/3700系列,只是目前仅有采用PCI-E插卡形式的375GB这一款。

关于这款产品性能表现,还有待获得样品后测试验证。而它所带来的计算机架构巨大变革,首先从服务器领域开始。除了常规的存储模式(冯·诺依曼架构中的Storge),Optane SSD还支持异常高大上的Memory Pool(内存池)模式,即真正的从CPU的内存访问架构中变身为内存,而不是像虚拟内存那样通过映射实现。同时其读写和响应速度甚至超过DRAM,容量现在就突破TB,不仅分分钟解决服务器上内存容量不足问题,而且性能还比8通道DRAM更高。

面向高端个人市场的Optane SSD 900P不久就将面试,界面都是PCI-E 3.0 x4,插卡、M.2和U.2并发。

现实加速

对更多个人用户来说,Optane SSD是可望不可即的,市场转变和普及都难在短时间内完成,英特尔显然也明白这个道理,折中化、体验式的Optane Memory在这种背景下诞生。

和存储、内存模式完全不同,Optane Memory实质是一种缓存,与广泛分布在计算机中的Cache、Buffer的使用模式类似,即逻辑架构上类似,而其不同主要集中在电气层面。早在2005年,英特尔就推出了基于其NAND技术的TurboMemory(迅盘),彼时调用的正是Windows Vista中的Superfetch特性实现了对硬盘的缓冲,微软称之为ReadyDrive。如今,十几年过去了,操作系统层面早已变得更为平滑,而TurboMemory却早已因为SSD的流行和自身的问题湮没。

今天回归的Optane Memory明显汲取了教训,其市场定位放低至SSD远未普及的台式电脑市场,仅配备1颗HDD机械硬盘的台式机仍占市场85%份额。从容量方面来说,无论是44美元的16GB还是77美元的32GB版本,都难以作为Win8/10的系统盘使用,势必与HDD组合使用。导入3D Xpoint技术后,Optane Memory的读写寿命不再是问题,100GB的数据写入量已折合3~6全盘写。介质和PCI-E 3.0接口的响应速度更快,本身速度也更高,再加上新版本的RST(Rapid Storage Technology,快速存储技术)的改进,仅使用16GB版本Optane Memory就能带来如系统启动时间、常用软件安装时间等主流应用30%~50%的时间缩短,无论是访问延时还是吞吐速度,其表现以接近PCI-E通道的高端SSD而高于SATA通道产品。

市场手段

按照英特尔对适用Optane Memory平台的限制,目前只有最新的200系列芯片组加上7代酷睿(不支持Pentium和Celeron)可以使用,再加上容量小、价格略高和只开通PCI-E 3.0 x2模式,似乎这款产品限制多、规格平、并不怎么样。

但是,这些“不足”全部是英特尔的市场策略,如CHIP就拿到了一台支持Optane Memory的NUC,其UEFI为特殊版本,能够通过RST软件的认证。英特尔工程师也明确告诉CHIP编辑,目前硬件适配的工作压力非常大,因此暂时加以限制以确保在通过认证的130余款主板上的使用体验。另外,Optane Memory使用PCI-E 3.0 x2模式主要考虑功耗问题,单面、两颗芯片、3.5W读写功耗是比较理想的平衡点,这对OEM客户十分总要,也侧面反映出它并不为了和高性能SSD争夺用户,毕竟250GB量级SSD才能通道全开,价格已在千元。

最尴尬的问题出在同样花差不多的钱,到底是买16GB Optane Memory还是120GB SSD上。SSD价格暴涨背景下,44美元折合的300元,只能买到半残的三星XP941级别产品,连新点的CM871a都不够,更别说长拿来说性能这事的PRO/SM、EVO/PM。两者读写性能在同一级别上,而Optane Memory响应延时占绝对优势。另外反应到使用中,SSD+HDD的解决方案短板在跨盘使用时,若通过ReadyDrive加速HDD,峰值性能进一步下降;Optane Memory可为HDD全盘加速,再通过软件调度优化,响应延迟更小,HDD加速平滑。

然而,这一结果恐怕很难说服消费者选择Optane Memory而放弃早已熟识并且看起来更高端的SSD+HDD双硬盘解决方案,英特尔任重道远呀。

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