Что такое intel optane memory and storage management
Трансформация памяти и системы хранения
Мы меняем правила игры с помощью уникального сочетания компоновочных блоков, которые обеспечивают беспрецедентную производительность и новые вычислительные возможности на самых разных рынках.
Новый взгляд на центры обработки данных
Корпорация Intel изменила иерархию памяти и систем хранения с помощью технологии Intel® Optane™. Благодаря устранению пробелов, ликвидации узких мест и сокращению задержек данных мы можем обеспечить достаточный уровень гибкости и ценности для центра обработки данных.
Технология Intel® Optane™ для центров обработки данных
Работайте, играйте и занимайтесь творчеством на новом уровне
Получите улучшенную производительность, которую вы ожидаете от современных технологий. Неважно, являетесь ли вы создателем контента, серьезным геймером, специалистом или просто хотите работать в многозадачном режиме на профессиональном уровне, SSD-накопители Intel® Optane™ и память Intel® Optane™ помогут вам оптимизировать работу на любой платформе ПК.
Технология Intel® Optane™ для персональных компьютеров
Связанная продукция
Энергонезависимая память Intel® Optane™
SSD-накопители Intel® Optane™ для центров обработки данных
Память Intel® Optane™
SSD-накопители Intel® Optane™ для клиентов
Краткое описание продукции
Ознакомьтесь с кратким описанием новой продукции, чтобы узнать больше о нашей продукции для систем хранения данных и памяти: энергонезависимая память Intel® Optane™ (PMem) и SSD-накопители Intel® Optane™.
Обеспечение более глубокого анализа благодаря использованию богатых наборов данных
Узнайте, как энергонезависимая память Intel® Optane™ серии 200 нового поколения позволяет соответствовать требованиям эпохи данных.
Самый быстрый в мире SSD-накопитель для ЦОД
SSD-накопитель Intel® Optane™ нового поколения P5800X обеспечивает производительность, необходимую для выполнения рабочих нагрузок с наиболее интенсивным использованием данных.
Intel FAB 11x делает невозможное возможным
Технология Intel® Optane™, революционная технология памяти и инновационного хранения данных. Корпорация Intel разработала эту технологию, обеспечивающую революционное сочетание надежности, стабильно высокой производительности и низкого времени задержки, чтобы предложить разнообразным рынкам новые возможности вычислительных систем.
Победа в гонке за более быстрое хранение данных
Узнайте, почему технология Intel® Optane™ является основой для обработки данных и извлечения значимой информации в эпоху стремительного роста объемов данных.
Для работы технологий Intel может потребоваться специальное оборудование, ПО или активация услуг. // Ни один продукт или компонент не может обеспечить абсолютную защиту. // Ваши расходы и результаты могут отличаться. // Производительность зависит от вида использования, конфигурации и других факторов. // См. наши юридические уведомления и отказ от ответственности. // Корпорация Intel выступает за соблюдение прав человека и избегает причастности к их нарушению. См. Глобальные принципы защиты прав человека в корпорации Intel. Продукция и программное обеспечение Intel предназначены только для использования в приложениях, которые не приводят или не способствуют нарушению всемирно признанных прав человека.
Что такое Intel Optane в SSD накопителях и для чего это нужно
Содержание
Содержание
Впервые появившись несколько лет назад, накопители Intel Optane до сих пор остаются неизвестными общей массе рядовых пользователей. Фактически они являются единственными накопителями, использующими не традиционную NAND-память, а память 3D XPoint. В чем же их исключительность? Разбираемся в этом материале.
Что такое 3D XPoint и в чем отличие от классической NAND-памяти
Технология NAND-памяти, по которой выпускают флэш-накопители и SSD-накопители с конца 80-х годов, по сути, не имела конкурентов эти годы. Постепенно «быстрые» накопители становились все дешевле и дешевле, а принципиально новых технологий не появлялось. Несколько лет назад компания Intel совместно с Micron представила новый тип памяти — энергонезависимую 3D XPoint. В чем же их отличие?
Работа NAND-памяти основывается на хранении данных в ячейках памяти, которые представляют собой транзисторы с плавающим затвором. Для записи на управляющий затвор ячейки подается напряжение, после чего электроны притягиваются вверх. А чтобы стереть данные из ячейки памяти, напряжение подается с противоположной стороны: управляющий затвор заземляется, а электроны направляются от плавающего затвора к каналу.
Из-за подачи напряжения перезапись со временем изнашивает структуру ячейки, что не лучшим образом сказывается на выносливости NAND-памяти. Также немаловажным фактором выступает количество бит хранимых в ячейке.
Главным отличием 3D XPoint от NAND-памяти является то, что к каждой ячейке 3D XPoint реализован индивидуальный доступ. Такой подход не требует управляющего контроллера, экономит энергию и значительно упрощает операции с ячейками. Различия имеются также в структуре массива ячеек. В 3D XPoint они реализованы в виде трехмерной решетчатой структуры. Ячейки находятся между проводниками, которые образовывают строки и столбцы.
Такая структура позволяет располагать ячейки в несколько слоев, что предполагает более плотную компоновку, нежели у NAND — в 8–10 раз. Ну и фактор, который нельзя обойти вниманием — после того как ячейка 3D XPoint получила некоторые данные, она продолжит хранить эти данные даже после отключения питания.
На практике это выглядит так: вечером вы поработали с проектами, Optane сохранил в кэш данные проекта, утром при первом включении ПК они загрузятся еще быстрее. Единственным ограничением выступает емкость накопителя, чем более сложные задачи вы решаете, тем больше места потребуется (для исключения перезаписи предыдущих данных в кэше), а с ним у Optane не все так просто. Далее этот нюанс будет рассмотрен подробнее.
Преимущества и недостатки технологии
Для современных NVME накопителей на NAND-памяти характерны очень высокие скорости чтения/записи при линейных операциях. Этот сценарий реализуется при большом количестве запросов одновременно. Но слабой стороной общей массы этих накопителей является работа с мелкоблочными файлами. Например, копирование множества файлов небольшого размера — изображений, музыки и заметок. При бытовых задачах этот нюанс выливается в мизерную разницу загрузки операционной системы, игр и стандартных программ, по сравнению с простым SATA SSD накопителем.
В свою очередь Intel Optane избавляет нас от этого явного недостатка. Он обладает высокой скоростью работы с мелкоблочкой и позволяет значительно сократить время загрузки операционной системы и программ, по сравнению с NAND-памятью. Фактически он был создан как отдельное устройство для кэша, значительно ускоряющее системы даже с обычными HDD-дисками. С этим связан его скромный объем, который может составлять смешные по нынешним меркам 16 ГБ.
Преимуществом Optane является легкая перезаписываемость данных, которые хранятся в ячейке. Переключение ячейки памяти из состояния логической единицы в нуль и в обратном направлении происходит напрямую. В то время как NAND-память требует для перезаписи нескольких стадий: воздействие высокого напряжения для стирания, для перезаписи той же ячейки нужно очистить ее заново. Optane позволяет это делать без дополнительных шагов и обладает высокой устойчивостью к перезаписи. К явным недостаткам этой технологии можно отнести цену. Она высокая. Очень высокая.
За стоимость устройства объемом 118 ГБ, можно легко приобрести накопитель NVME PCI-Ex4 с NAND-памятью объемом в 2 ТБ. Еще одним нюансом, не красящим Optane, является его несовместимость со старыми платформами. Если у платформы отсутствует поддержка технологии Optane, то устройство будет использоваться как обычный накопитель, теряя свои главные плюсы. А малый объем в этом случае, сведет на нет весь смысл покупки.
Сценарии использования и перспективы в будущем
Прежде чем приобретать Intel Optane стоит понять его главное назначение. Модели в формате M.2 с небольшим объемом — дополнение к вашей системе хранения в виде буферной памяти.
Приобретать Intel Optane 3D Xpoint как единственный накопитель нет смысла.
Конечно, вы можете приобрести его только для операционной системы и пары программ, но за нужный объем, в который влезут эти данные, придется выложить круглую сумму. Также можно встретить устройства с интерфейсом U.2 и в виде дискретных устройств, подключаемых к слоту PCI. Они высокопроизводительные, надежны и подойдут для установки ОС и софта. Но сфера их применения больше подходит к серверным задачам и узкоспециализированным рабочим задачам, нежели домашним.
Intel Optane в виде буферной памяти выступит отличным дополнением к HDD, которому требуется ускорение файлового хранилища без переустановки операционной системы. На него будут загружаться данные с HDD, к которым происходит частый доступ, что значительно повысит отзывчивость системы при сохранении объема для хранения файлов. В большой степени это касается ноутбуков, которые зачастую имеют слот под HDD и один свободный слот M.2. Связка Optane+SSD тоже не лишена смысла, если вы хотите ускорить выполнение определенных задач.
Перспективы этой технологии очень радужные. 3D Xpoint позволяет еще более плотно компоновать ячейки и явно не ограничена текущими характеристиками. Основным сдерживающим фактором пока остается цена.
Но многие помнят, что аналогичная история была при появлении первых NVME PCI-E накопителей, которые тоже поначалу стоили внушительно. Еще один фактор — монополизм Intel. Соперники хоть и работают над развитием этой технологии, но в продаже пока не встретить подобных Optane устройств. Так что Intel Optane по праву занимает свое исключительное место в разнообразной массе SSD-накопителей представленных на рынке.
Часто задаваемые вопросы о Intel® Optane™ памяти
Тип материала Информация о продукции и документация
Идентификатор статьи 000024018
Последняя редакция 14.12.2021
См. ответы на часто задаваемые вопросы о поддержке Intel® Optane™ памяти и ускорении системы.
Нажмите или название темы для получения информации:
О Intel® Optane™ памяти
Intel® Optane™ — это решение для ускорения системы, установленное между процессором и медленными устройствами хранения данных (SATA HDD, SSHD, SSD), что позволяет компьютеру хранить часто используемые данные и программы ближе к процессору. Это позволяет системе получать доступ к этой информации быстрее, что может повысить общее быстродействие системы.
Она обеспечивает более быстрое выполнение задач и сокращает время ожидания по сравнению с компьютером только с одним жестким диском.
Intel® Optane™ предназначена для обеспечения энергозависимой, высокопроизводительных, долговечностью, низкого уровня задержек и качества обслуживания. Сочетание этих атрибутов в технологии памяти выделяет ее среди прочих компонентов.
Intel® Optane™ памяти отличается от других решений NAND-кэшации по следующим причинам:
Intel® Optane™ использует энергозависимую Intel® Optane™ носитель памяти с Технология хранения Intel® Rapid драйвером для ускорения доступа пк к энергозависимой информации. Энергозависимая память — это «долгосрочная память» вашего компьютера, которая сохраняется даже в выключенном состоянии. Персональные документы пользователя ПК, фотографии, видео, музыка и файлы приложений являются примерами энергозависимой информации.
DRAM или динамическая память произвольного доступа — это технология энергозависимой памяти, которая используется в качестве кратковременной рабочей памяти вашего компьютера. В памяти DRAM временно хранятся входные данные и результаты вычислений процессора. После выключения ПК данные исчезают из памяти DRAM.
Эти две технологии памяти служат разным целям в иерархии памяти ПК, Intel® Optane™ память дополняет DRAM, а не полностью заменяет ее. Компьютер с памятью Intel® Optane™ DRAM может быстрее получать доступ к программам и данным, обеспечивая дополнительную производительность и быстродействие.
Прикрепление файла, папки или приложения
Для получения дополнительной информации см. раздел Часто задаваемые вопросы о закреплении ускорения системы Intel® Optane™ памяти.
Аппаратное и программное обеспечение
Ознакомьтесь с полной информации о системе, готовой к Intel® Optane™ памяти.
В чем разница между модулем Intel® Optane™ и модулем Intel® Optane™ памяти M10?
Модули Intel® Optane™ памяти M10 добавляют возможность поддержки низкого энергопотребления для мобильных платформ и современных подключенных режимов ожидания.
Поддерживается ли Linux* при Intel® Optane™ памяти для ускорения системы?
Нет, Intel® Optane™ памяти требуются 64-разрядная операционная система Windows 10 и программное обеспечение Технология хранения Intel® Rapid (Intel® RST). Использование устройства с другим программным обеспечением для кэшации не поддерживается и не проверено.
Я хочу установить в моей системе несколько операционных систем на нескольких дисках. Может ли Intel® Optane™ увеличить производительность нескольких дисков?
Нет, Intel® Optane™ памяти может использоваться для ускорения работы одного диска.
Производительности
Ноутбук с жестким диском и памятью Intel® Optane™ почти в два раза выше (по результатам измерений SYSmark* 2014 SE (запас быстродействия) на конфигурациях системы ниже).
Базовая система (с жестким диском)
Intel® Core™ i7-8650U, расчетная мощность 15 Вт, 4 ядра, до 4,2 ГГц, технология Turbo до 4,2 ГГц, память: 2 модуля памяти DDR4-2400 емкостью по 4 ГБ, подсистема хранения: Seagate* ST1000LM048, 2,5 дюйма, жесткий диск 1 ТБ, ОС: Windows* 10.
Система с 16 ГБ Intel® Optane™ памяти
Та же конфигурация с модулем Intel® Optane™ памяти M10 емкостью 16 ГБ.
SYSmark* 2014 SE — тест консорциума BAPCo*, измеряя производительность платформ Windows*. Тесты SYSmark* для четырех сценариев использования: офисная продуктивность, создание мультимедиа, анализ данных/финансовый анализ и быстродействие. SYSmark* содержит реальные приложения от независимых поставщиков программного обеспечения, таких как Microsoft* и Adobe*
Результаты эталонных тестов могут быть изменены после дополнительного тестирования. Результаты зависят от определенных конфигураций платформ и рабочих нагрузок, использованных во время тестирования, и могут не применяться к определенным компонентам, компьютерным системам или рабочим нагрузкам пользователя. Результаты необязательно являются репрезентативными для других эталонных тестов, и результаты других тестов могут демонстрировать более или менее сильное влияние на них.
Программное обеспечение и рабочие нагрузки, используемые в тестах производительности, могли быть оптимизированы для обеспечения высокой производительности только с микропроцессорами Intel. Тесты производительности, такие как SYSmark и MobileMark, проводятся с использованием определенных компьютерных систем, компонентов, программного обеспечения, операций и функций. Любые изменения этих факторов могут привести к изменению результатов. Вы должны обращаться к другим данным и тестам производительности, чтобы помочь вам в полной оценке ваших закупок, включая производительность этого продукта в сочетании с другой продукцией. Для получения дополнительной информации посетите сайт раскрытия информации о тесте производительности.
Могу ли я увидеть повышение производительности сразу после включения Intel® Optane™ памяти?
В течение трех загрузочных циклов после включения Intel® Optane™ памяти загрузка ОС занимает меньше времени. В приложениях и файлах память Intel® Optane™ автоматически запоминает ваши вычислительные процессы для ускорения часто используемых приложений.
Каково энергопотребление и рабочая температура модуля Intel® Optane™ памяти?
Для получения дополнительной информации см. краткое описание продукции.
Все ли приложения показывают рост производительности выполнения?
Intel® Optane™ памяти улучшает время запуска часто используемых приложений и файлов. Точное повышение производительности зависит от каждого приложения.
Использует Intel® Optane™ памяти методы кэшации записи или записи?
Обратная запись используется для оптимизации производительности и быстродействия. В этом режиме сначала используется большинство записей в модуль памяти Intel® Optane™ хоста, которая обновляет копию на ускоряемом диске во время доступных периодов бездействия системы.
Вопросы, связанные с различными примерами использования
Нет, перед тем, как переместить Intel® Optane™ в другой компьютер, вам необходимо отключить Intel® Optane™ памяти. Вы можете отключить ее в Intel® Optane™ или Intel RST приложениях. Для получения дополнительной информации см. Intel Optane руководство пользователя и инструкции по установке памяти.
Что произойдет, если я удалю Intel® Optane™ памяти из своей системы после включения?
Том (модуль + ускоряемый диск) будет отключен для защиты пользовательских данных. Вы не сможете использовать этот том, пока модуль не будет возвращен в систему.
Что будет с моими данными на ускоряемом диске, если я потеряю или поврему Intel® Optane™ модуля памяти?
При создании тома Intel® Optane™ памяти (ускорение диска + пара модулей Intel® Optane™ памяти), если один из них отсутствует в системе, другой диск будет отключен, ОС его не видите и он больше не может быть использован.
Мы рекомендуем использовать программное обеспечение сторонней компании для восстановления данных на связанном диске.
Какое программное шифрование доступно для моего тома® Intel® Optane™ памяти?
Поддержка Microsoft BitLocker*, версии Windows 10 или новее.
Память Intel® Optane™ — быстрая память, повышенная производительность
Ускорьте свои мобильные и настольные ПК и получите высочайшую скорость и быстродействие без ущерба для емкости подсистемы хранения.
Память Intel® Optane™ — быстрая память, повышенная производительность
Память Intel® Optane™серии H20 с твердотельным накопителем
Память Intel® Optane™серии H10 с твердотельным запоминающим устройством
Память Intel® Optane™ серии M10
Память Intel® Optane™серии H20 с твердотельным накопителем Невероятное быстродействие и большая емкость хранения данных в форм-факторе M.2.
Память Intel® Optane™серии H10 с твердотельным запоминающим устройством Первый в мире накопитель, сочетающий память Intel® Optane™ и накопитель Intel® QLC 3D NAND для обеспечения высокой производительности и емкости хранения.
Память Intel® Optane™ серии M10 Ускорьте работу своего компьютера с малым временем загрузки, ускоренным запуском приложений, высоким быстродействием игр и быстрым браузером.
Не традиционная память
Ликвидируйте разрыв между традиционной памятью и хранением данных с помощью памяти Intel® Optane™, уникального запоминающего устройства, отличающегося от всех остальных. Она оптимизирует процесс обработки данных, объединяя емкость хранения и интеллектуальное ускорение системы. Вы получаете скорость и емкость без особых затрат.
Что такое память Intel® Optane™?
Во всех задачах, от загрузки системы до запуска приложения, память Intel® Optane™ — это умная технология, которая персонализирует и ускоряет обработку данных при работе на ПК на базе Intel® Core™. Она запоминает наиболее часто используемые документы, изображения, видео и приложения, обеспечивает быстрый доступ к ним и хранит их в памяти даже после выключения ПК.
В чем отличие памяти Intel® Optane™?
Память Intel® Optane™ обеспечивает персонализированную и быструю работу с минимальными задержками, распознавая наиболее часто используемые программы и сохраняя быстрый доступ к ним. Технология замечает даже изменения в ваших привычках и адаптируется к ним, так что вам не придется терять время.
На шаг впереди
Ни одна другая технология памяти из существующих на сегодняшний день не обладает такими возможностями адаптации к работе вашей системы, как память Intel® Optane™. Память Intel® Optane™ распознает и запоминает наиболее часто используемые файлы, приложения и игры, а также обеспечивает быстрый доступ к ним. С течением времени ваши привычки работы на компьютере меняются, а память Intel® Optane™, адаптируясь, продолжает обеспечивать быстрый доступ пользователю.
Мощность там, где она необходима
Потребление мощности в фоновом режиме заменила система, которая точно знает, что и когда вам нужно. Память Intel® Optane™ перенаправляет мощность и данные в часто используемые программы, обеспечивая их быструю работу и впечатляющую скорость отклика, чтобы вы могли быстро достичь результата.
Игры с ускоренным доступом
Вы живете игрой и не хотите, чтобы вас прерывали. Для достижения максимального результата в игре вам нужен компьютер на базе процессора Intel® Core™ с памятью Intel® Optane™ на базе NVMe, обеспечивающей быстрый доступ и впечатляющую скорость отклика, а также сокращающей время от запуска до загрузки.
Комплекс работ для вашего компьютера
Ваш любимый графический редактор требует большой вычислительной мощности, а размер фото- и видеофайлов получается большим. Вам нужен компьютер с памятью Intel® Optane™, которая умеет предварительно загружать часто используемые файлы и избирательно направляет ресурсы на то приложение, которое вам необходимо. С компьютером, который работает как по маслу, ваша продуктивность повышается, и вы можете сконцентрироваться на творчестве.
Стремитесь к большему — ваш компьютер справится с этим
Нежелание ждать? Или это просто ритм современной жизни? Сегодня скорость решает все. Компьютер с памятью Intel® Optane™ разработан, чтобы помочь вам идти в ногу с цифровым миром. С ним вы можете делать все быстрее и проще. Ускорьте работу с компьютером с помощью малого времени загрузки, ускоренного запуска приложений, потрясающих игровых возможностей и быстрого браузера.
Поддержка
Для работы технологий Intel может потребоваться специальное оборудование, ПО или активация услуг. // Ни один продукт или компонент не может обеспечить абсолютную защиту. // Ваши расходы и результаты могут отличаться. // Производительность зависит от вида использования, конфигурации и других факторов. // См. наши юридические уведомления и отказ от ответственности. // Корпорация Intel выступает за соблюдение прав человека и избегает причастности к их нарушению. См. Глобальные принципы защиты прав человека в корпорации Intel. Продукция и программное обеспечение Intel предназначены только для использования в приложениях, которые не приводят или не способствуют нарушению всемирно признанных прав человека.
Что такое Intel Optane? Часть 1. Optane Memory
Этим постом я хотел бы открыть небольшую серию статей, посвященных продуктам Intel Optane на базе технологии 3D XPoint. Мой беглый обзор русскоязычных источников показал, что хороших материалов по этому вопросу нет; кроме того, из комментариев к нашим анонсам я убедился, что существует глубокое непонимание того, зачем все это вообще нужно и почему реализовано именно таким образом.
Технология 3D XPoint
Начнем с краткой информации по самой технологии 3D XPoint (читается как «три-ди кросс-поинт»). Сразу прошу извинений — детальную информацию о технологии мы на данный момент не раскрываем. Кроме того, фокус обзоров будет именно на конечных продуктах, нежели чем на самой технологии.
Во-первых, хотя технология является совместной разработкой компаний Intel и Micron, реализация технологии в виде продуктов находится в раздельном ведении каждого из вендоров. Таким образом, всё, что я буду рассказывать о продуктах на базе 3D XPoint, имеет отношение только к продуктам Intel.
Во-вторых, 3D XPoint – это не NAND, это не NOR, это не DRAM, а совершенно другой зверь. Не раскрывая деталей физической реализации памяти, опишу ключевые характеристики, а также отличия 3D XPoint от NAND и от DRAM.
Intel Optane
На данный момент, официально анонсировано и выпущено на рынок 2 принципиально разных продукта: Intel Optane Memory – для клиентских моделей использования — и Intel® Optane SSD DC P4800X – для серверного использования. В данной статье мы подробнее разберем клиентский продукт, серверный же будет темой следующего обзора.
Итак, Intel Optane Memory. Первое, что стоит понять об этом продукте – несмотря на название, это не DRAM, а NVMe SSD в форм-факторе M.2 2280-S3-B-M.
Вид сверху – под наклейкой 1 чип 3D XPoint (это версия 16ГБ, на 32ГБ расположены 2 чипа 3D XPoint – площадки под второй чип видны):
Модуль односторонний, так что обратная сторона пустая:
Устройство соответствует спецификации NVM Express 1.1. На данный момент на рынок выпущены емкости 16ГБ (используется один чип памяти 3D XPoint емкостью 16ГБ) и 32ГБ (используются два чипа памяти 3D XPoint емкостью 16ГБ каждый). Из интересных деталей дизайна:
Тест производительности
Теперь о производительности
(производительность версии 32ГБ выше из-за того, что используются 2 чипа памяти 3D XPoint против одного чипа у версии 16ГБ)
Казалось бы, производительность в плане пропускной способности и IOPS не впечатляет – однако, собака зарыта совсем не тут. Вся штука в том, что эти данные производительности замерялись при глубине очереди (queue depth) равной 4 – в отличие от прочих SSD, которые обычно замеряются с глубиной очереди 32 и выше. Именно на неглубоких очередях более всего заметно превосходство Optane. Для наглядности, вот график производительности разных типов устройств на разной глубине очереди*:
При этом, как показывают наши внутренние тесты, подавляющее большинство задач, с которыми сталкивается обычный пользователь дома или в офисе, имеют глубину очереди от 1 до 4 (более подробно – см. ниже), а спецификации SSD пишутся с использованием нагрузок с глубиной очереди 32 (для SATA) и более (для NVMe). Разница весьма наглядна.
Однако, Intel не позиционирует использование Optane Memory в качестве обычного SSD по понятным причинам – емкости устройств не хватит для пользовательских задач (за исключением некоторых интересных вариантов, как, например, небольшой, но быстрый и надежный загрузочный накопитель для Linux, или scratch disk для Adobe Photoshop, или небольшой, но быстрый кэш вместе с Intel Cache Acceleration Software, или интересное решение, описанное вот тут). Вся сила маркетингового аппарата Intel направлена на продвижение новой технологии ускорения (грубо говоря – кэширования, но это не совсем точное определение) медленного SATA-накопителя (будь то жесткий диск, твердотельный накопитель или даже некоторые гибридные модели) быстрым модулем Optane Memory.
Эта модель использования накладывает ограничения на поддерживаемые железо и ОС:
И да, Intel провел громадную работу с производителями плат – все платы, которые поддерживают Optane Memory, имеют на коробке вот такой шильдик:
Принцип работы
Также немного поговорим о том, как это все работает.
Во-первых, в момент активации Optane Memory, RST драйвер перенесет файлы, необходимые для загрузки ОС, а также файловую таблицу на быстрый Optane Memory накопитель. Ключевое здесь – именно перенесет, а не скопирует. Механика работы RST драйвера такова, что не все данные, лежащие в кэше на быстром устройстве, будут в обязательном порядке скопированы на медленное устройство. Это увеличивает общее быстродействие системы и, кроме того, решает проблему синхронизации данных. Однако, как можно понять, физический сбой Optane Memory с большой вероятностью приведет к потере доступа к данным на SATA-диске. Из-за того, что перенос данных происходит сразу в момент активации Optane Memory, уже первая же загрузка системы будет быстрее, чем до Optane Memory (особенно это заметно, если ускорялся жесткий диск, нежели чем SATA SSD – однако, и в последнем случае стоит ожидать увеличения производительности системы хранения).
Во-вторых, во время работы системы RST драйвер будет непрерывно производить кэширование. И здесь существует одно важное различие между модулями Optane Memory разной емкости – на устройстве емкостью 16ГБ поддерживается только кэширование на уровне блоков, на устройстве емкостью 32ГБ – кэширование на уровне блоков и кжширование на уровне файлов (оба работают одновременно). В случае блочного кэширования, решение о кэшировании того или иного блока происходит мгновенно в момент запроса на ввод-вывод. В случае файлового кэширования, драйвер мониторит частоту доступа к файлам и кладет все это в специальную таблицу, которую затем (в момент простоя системы или по расписанию пользователя) использует для определения того, какие файлы остаются в кэше, какие удаляются, а какие добавляются.
Оба вида кэширования используют довольно умные, на мой взгляд, алгоритмы принятия решения о кэшировании – глубоко описывать я их здесь не могу, но для общего понимания отмечу, что, например, не кэшируются видеофайлы (да, драйвер смотрит на расширение файла), в расчет принимается размер файла, определяется вид нагрузки – предпочтение в кэшировании отдается случайному доступу нежели чем последовательному, что имеет смысл в силу крайне медленной работы жестких дисков на операциях случайного доступа, и т.п. В интернетах я встречал некоторые негативные комментарии на тему того, что «кэш моментально забьется данными», «емкости 16ГБ ни на что не хватит» и тому подобное – как правило, это отзывы от людей, которые никогда не тестировали Optane Memory. Я еще не слышал негативных отзывов о производительности такого решения ни от кого из наших партнеров, с которыми работаю.
Несколько очень важных моментов.
Зачем это нужно
Теперь пришло время подробнее поговорить про то, зачем все это вообще нужно. Начнем с более детального анализа нагрузок, которые испытывают системы обычных пользователей ПК. Еще до окончания разработки продукта Optane Memory, в рамках Intel Product Improvement Program мои коллеги провели исследование на предмет того, что обычные пользователи делают с компьютером дома и на работе. Результаты – количество действий разных типов, производимых пользователями (усредненные данные на 1 день пользования ПК):
Все эти события тесно связаны с производительностью системного диска, причем, как правило, они требуют случайного доступа к данным, с чем жесткие диски справляются крайне плохо. Таким образом, использование Optane Memory может значительно ускорить исполнение каждого из указанных выше действий.
Однако, спросите вы зачем мне покупать Optane Memory для ускорения жесткого диска, если я могу за те же деньги купить SATA SSD емкостью 128ГБ, положить на него ОС и ключевые приложения, а для прочих данных просто использовать жесткий диск? Здесь, с одной стороны, вопрос удобства – если вы имеете хоть какие-то базовые навыки, чтобы уметь выбирать, куда установить ОС/приложения (подозреваю, что все читатели GT попадают в эту категорию, однако, могу вас уверить, что, например, мои родители, как и большинство пользователей ПК, на это не способны), и при этом не будете лениться делать это каждого приложения (особенно проблематично для игр – при нынешних требованиях к дисковому пространству, 128ГБ забьются под ОС и 1-2 игры), то с этой точки зрения гибридная конфигурация SSD+HDD может быть для вас удобнее.
Однако, имейте в виду, что с Optane Memory никакого ручного переноса данных не требуется – как только вы перестаете пользоваться одним приложением и начинаете активнее пользоваться другим, необходимые данные буду довольно быстро добавлены в кэш. С другой стороны, вспомним график, который я привел выше – производительность в зависимости от глубины очереди. На небольших очередях задержки доступа к данным на Optane Memory гораздо ниже по сравнению с SATA SSD. Внутри Intel мы замерили, какая глубина очереди используется различными приложениями – вот результаты:
Глубина очереди при использовании приложений:
Глубина очереди при запуске приложений:
Распределение глубины очереди в течение типичного рабочего дня корпоративного пользователя (замерено на сотрудниках Intel, занимающих разные должности в компании):
Таким образом, распределение глубины очереди разных пользовательских нагрузок:
И мы уже видели, насколько лучше Optane Memory справляется в работой на неглубоких очередях.
Сравнение производительности системы с HDD против такой же системы с HDD + Optane Memory:
Еще одно интересное сравнение – тот же тест, но в системе без Optane Memory в 2 раза больше оперативной памяти:
И, на самом деле, это весьма валидное сравнение. Хотя некоторые виды нагрузок требуют большого количества оперативной памяти, львиная их доля требований к большим объемам памяти не имеет. Таким образом, для многих пользователей может иметь смысл поставить 4 ГБ памяти вместо 8 ГБ, а сэкономленные деньги вложить в ускорение системы хранения.
Заключение
Подводя итог, напомню, что Optane Memory может использоваться как самостоятельный SSD, но это не основная модель использования. Вся магия происходит при его использовании как ускорителя для медленного жесткого диска (или даже SATA SSD) – сравнительно небольшое вложение денег может ускорить быстродействие системы в несколько раз на большинстве пользовательских нагрузок. Это достигается за счет как аппаратной части (Optane Memory имеет ощутимо меньшие задержки доступа по сравнению с другими SSD на рынке, быстродействие на небольших очередях значительно выше альтернативных решений), так и программной – драйвер RST использует достаточно продвинутую логику для осуществления операций кэширования (и в этом отличие от предыдущей технологии – Intel Smart Response Technology). Это делает текущую реализацию отличной от всех тех решений по кэшированию/ускорению жестких дисков, что выспукались на рынок ранее, в том числе нами же.
Я очень заинтересован узнать мнение о продукте и решении в целом из комментариев – однако, хотелось бы избежать негатива во мнениях из-за непонимания работы решения или отсутствия опыта его использования. Если есть сомнения – лучше спросите, прежде чем пускаться в критику.
P.S. в следующей статье мы разберем серверный продукт на базе технологии 3D XPoint — Intel Optane SSD DC P4800X Series – вкупе с программным решением Intel Memory Drive Technology.
* Все тесты, указанные в этой статье, были проведены внутри Intel. Все тесты с Optane Memory были проведены на процессорах Intel Core 7-го поколения, тесты на глубину очереди с использованием процессора Intel Core 6-го поколения. Конфигурация системы, использованной для тестов: