英特爾傲騰:摩爾定律的助推劑
無人不知無人不曉的摩爾定律,不僅是英特爾幾十年來技術革新的標準,而且也成為IT行業發展的參照物。然而英特爾的觸角可不僅限於晶元領域,革命性的傲騰(Optane)將永久改變存儲市場的格局。
機械硬碟還是快閃記憶體市場,都已逐漸形成寡頭形態,無論是希捷和西部數據壟斷HDD市場,還是三星、SK海力士、美光、閃迪以及東芝瓜分快閃記憶體市場,新進廠商的技術和資金門檻都非常高,即便像紫光這樣國家背景大舉殺入半導體市場的企業,投資數千億元,都難有撼動市場格局的能力。因此,存儲領域的技術革新,完全是按部就班地進行,容量和性能一直都在有所提升,但Optane的出現,將打破這個可預期的過程,使慢下來的存儲重歸摩爾定律。
一年多前,當英特爾正式公布了3D Xpoint技術,技術特徵恐怕不會留給人太多印象,而其動輒千百倍的性能提升、容量提升或成本下降,的確吊足了市場的胃口。畢竟長久以來,只有完全由半導體技術所驅動的處理器才能保持較高的性能增長,而從內存到硬碟的存儲產品,性能和容量的提升都變得非常緩慢,4GB內存甚至仍是PC的入門甚至主流配置,這一方面要拜Windows 7/8/10以來內存優化所賜,另一方面在成本壓力下,用CPU的速度優勢彌補內存容量的劣勢也是不得已而為之。類似情況也出現在硬碟上,雖說輕薄筆記本電腦的流行拉動的SSD的市場增長,但是對於平均價格不足3000元的台式電腦來說,SSD既昂貴也不夠用,配備率不足15%也在情理之中。
對PC來說,Optane三種不同形態的產品中,傲騰內存(Optane Memory)是來幫助「後進」分子的。在如今的PC中,存儲「當仁不讓」地拖了整個系統的後腿,曾經最有效的性能提升手段,已經從增加內存變為添加SSD。但是在預算有限的情況下,系統所添加的SSD並不能滿足現實需要,比性能更凸顯的矛盾是容量。
包括此前英特爾自己推出的TurboMemory在內,雙硬碟(獨立)或者混合硬碟(加速)方案,都是面向預算充足的中高端系統,而面對預算有限的PC提供有效的加速方案方面就略顯不足。Optane Memory首先改變了產品定位,從再加速轉變為加速。另外,不得不提的是,混合加速方案的軟體平台Windows ReadyDrive早已非常成熟,但是對應的硬體方案,無論是TurboMemory+HDD還是SSD+HDD都已經被實質淘汰,即實際使用率或配置率極低,容量不足以及SSD如何在中高端筆記本電腦上普及,是前者推出市場的主要原因,而SSD性能本身的短板,則是混合方案失敗的主因。
Optane Memory延續了混合硬碟的解決方案,而且從性能指標上並不比NVMe介面的高端SSD更出色,它憑什麼改變PC的生態呢?在很多測試中,Optane Memory被拿來與消費級高端的三星960Pro/Evo、英特爾600p/6000p進行比較。以定位相對較低的英特爾600p系列產品為例,容量僅有16GB/32GB的Optane Memory讀性能超過最小容量的600p,而I/O能力也在其之上,甚至讀I/O性能大幅領先。同時,英特爾公布的讀/寫延遲時間也顯示,Optane Memory僅在μs量級,而3D NAND普遍在1x ms水平,相差千倍!當然,更高端的Pro 6000p以及三星的960Pro/Evo在I/O性能方面的提升更為顯著,實際測試也反映出它們完全在另一個境界。
低延遲的特性特別有利於提升用戶使用體驗,而高I/O能力更是彌補了HDD的不足,反而是數據傳輸速度成為相對次要的參數。
從成本投入角度來看,三星960全系起始容量已在256GB水平,價格近千元;能夠達到379元/44美元價位的SSD,只能是性能半殘的三星XP941級別產品,而容量最小的600p比32GB Optane Memory價格更高、性能略低,選擇起來似乎並不難。
在開始分析Optane Memory的性能分析之前,首先要給大家看的是其性能表現。以上測試的平台為Core i5-7600、4GB、希捷ST500DM002 500GB機械硬碟。其中這可HDD轉速為7200r/min、16MB緩存、單碟500GB,125MB/s的平均讀寫速度,可真算不上高水準。
然而在實際測試中,無論Optane Memory容量是16GB還是32GB,整個系統的磁碟性能全部以Optane Memory的性能水平示人!完全沒有1xxMB/s的贏弱表現。而且在測試中,Optane Memory的測試成績極為接近甚至略高於標稱水平,這是在以往的HDD或SSD測試中從未有過的,通常受數據壓縮和介面延遲影響,幾個主流的硬碟模擬測試軟體出來的成績,會低於標稱水平5%~10%,都是正常的,標稱性能往往只有在IOMeter這樣的純粹測試中達到,看來英特爾的數據標稱還是非常保守的。
是否負擔HDD性能優化工作,對Optane Memory的讀寫速度層面的性能影響幾乎沒有,相對顯著的影響在4K文件的讀性能上,性能分水嶺則是讀取文件的容量:超過Optane Memory的容量,則讀性能被拉低,而不超過則幾乎無影響。究其原因,與Optane Memory的緩存機理有密切關係,而同理,寫性能也會受到相應的影響,但目前無論是測試軟體還是主流應用,都罕有一次性寫入數據量超過16GB的,至少你得有16GB以上很多的內存,才有一次性寫入這麼多數據的可能。至於性能被拉低的程度,則和被讀取數據的類型、數據塊大小密切相關,總體來說越細碎負面影響越大,因為這樣更會將HDD的I/O的瓶頸凸顯。在此前SSD使用ReadyDrive加速HDD的測試中,存儲系統的讀寫性能也被拉升,但是提升幅度遠不能達到SSD原本的性能表現,SSD本身I/O性能缺陷和延遲較大的不足,在這樣的方案中被放大——OS大量細碎緩衝讀寫模式,正好「發揮」了SSD的4K能力、耐久性的劣勢。
另一組開啟或關閉Optane Memory系統緩衝功能的測試對普通用戶更有意義,它代表著裝備Optane Memory所能帶來的直接體驗改善。
關於起動時間,無論是應用軟體還是系統,用戶對其起動時間的感受最為直接,Optane Memory的加入可謂將HDD瞬間變為SSD,而且一次性讀寫數十GB數據的應用非常罕見,Optane Memory所帶來的幾乎就是全盤(HDD)無縫的性能優化,這一效果是SSD+HDD的雙盤模式無法企及的。
目前,Optane Memory 16GB版本價格已出,為379元,32GB版本價格預計不會超過700元。單就對PC性能的幫助來說,動輒數百GB甚至數TB的SSD級別存儲,可謂從地飛到天,使早已脫離摩爾定路的存儲回歸正軌。
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