Что такое m 2 optane genie
Использование Optane Memory для ускорения накопителей разных типов, включая и твердотельные
Оглавление
Технологии Optane Memory мы посвятили достаточно большое количество материалов, так что, казалось бы, закрыли вопрос с ней полностью. То, что началось с теоретического описания работы новой технологии кэширования, в конце концов вылилось в семь статей — своеобразный мини-цикл:
Однако во всех случаях Optane Memory (равно как и предыдущую разработку компании) мы использовали по прямому назначению — для ускорения работы винчестера. В то же время, раз за разом некоторые читатели просили проверить, что будет, если «оптанизировать» не классический магнитный накопитель, а медленный твердотельный. В конечном итоге победила идея, что лучше один раз такое тестирование провести, нежели регулярно объяснять, почему оно лишено смысла. К тому же, раз мы в конце прошлого года логически завершили цикл материалов использованием «быстрого» настольного и «медленного» ноутбучного винчестера, а в начале этого познакомились с Samsung 860 Qvo емкостью 1 ТБ на базе QLC-памяти, как раз нацеленным в промежуток между жесткими дисками и массовыми SSD, есть смысл подвергнуть и этот накопитель такой же экзекуции. Так сказать, для полноты картины.
Впрочем, идея впрячь в одну телегу коня и трепетную лань пришла в голову также и Intel. Хотя «наше всё» Пушкин А. С. и утверждал, что таковое неможно, но классик просто не успел познакомиться с гибридными винчестерами. Теперь же стараниями Intel на рынок выходит и первый гибридный SSD — Optane Memory H10, где 16 или 32 ГБ памяти 3D XPoint на плате М.2 2280 соседствуют с 256, 512 или 1024 ГБ «обычной» 3D QLC NAND. Понятно, что логика работы Н10 будет отличаться от гибридизации на базе чипсета, но предыдущие наработки компании в области кэширования наверняка стали базой данной разработки. Заодно и посмотрим, что́ можно было бы переделать: это нам поможет, когда будем тестировать накопитель Intel. Пока же он только объявлен, но еще не поставляется — а вот Optane Memory в связке с SSD на QLC можно протестировать прямо сейчас.
Участники тестирования
В упомянутой выше последней статье цикла об Optane Memory среди прочих участников присутствовали относительно старый ноутбучный терабайтник WD Blue WD10JPVX 1 ТБ и топовый nearline-винчестер Seagate IronWolf Pro 14 ТБ. Понятно, что оказаться в обычном ПК хоть «в гордом одиночестве», хоть в паре с Optane Memory без прочих накопителей ему «не светит», но для получения оценки сверху — вполне подойдет: остальные модели на пластинах 3,5″ как минимум не быстрее. Опять же: а вдруг и при использовании такого накопителя просто для хранения данных есть смысл «пришпорить» его кэшем? Вот этот вопрос уже вполне практический, поскольку на фоне стоимости винчестеров на 10-14 ТБ цены модулей Optane Memory (особенно младших модификаций) заметными не кажутся. Поэтому мы и проверили, как это работает с модулями на 32 и 64 ГБ, благо таковые использовались и совместно с WD Blue.
И их же мы возьмем в путь сегодня — но уже вместе с Samsung 860 Qvo. Тоже синтетический вариант (чем возиться с кэшированием — проще потратить деньги на Evo или Pro той же емкости), но раз уж некоторым он интересен. Почему бы и нет? 🙂
Таким образом, у нас получилось девять конфигураций: три испытуемых в трех вариантах — «без ничего», с 32 ГБ и с 64 ГБ. Больше никто из накопителей нам сегодня не понадобится.
Тестирование
Методика тестирования
Методика подробно описана в отдельной статье. Там можно познакомиться с используемым аппаратным и программным обеспечением. Единственное, что нам пришлось в очередной раз сделать — переключить режим работы дискового контроллера и установить Intel RST.
Поскольку сегодняшнее тестирование достаточно специфичное, мы не стали заносить результаты тестов в общую таблицу, они доступны в отдельном файле в формате Microsoft Excel. Так что желающие покопаться в цифрах (тем более, что не все они попадают на диаграммы) могут скачать его и удовлетворить любопытство.
Производительность в приложениях
В общем-то, на этом тему можно закрывать. Производительность тестов высокого уровня зависит от кэшируемого накопителя (что мы уже знаем), так что QLC+Optane оказывается самой быстрой конфигурацией, но. Но и одного 860 Qvo на практике более чем достаточно для того, чтобы производительность начала определяться другими компонентами системы вместо накопителя, а ускорить его можно менее чем на 5%. Очевидно, что заметить это невооруженным взглядом не сможет никто. Настольные же винчестеры «пришпориваются» в удачных условиях в полтора раза, а ноутбучные — во все два. Вот это уже ощущается очень хорошо.
Потенциально позиции связки QLC+Optane еще более привлекательны, однако относительно «голого» SSD кэширование увеличивает производительность лишь в 3-4 раза — а не в 25-35 раз, как в случае винчестеров. За второе можно и доплатить (вдруг пригодится), а за первое — не имеет смысла.
Предыдущая версия пакета оперирует более «легкими» нагрузками, да еще и операций записи в ней меньше, но принципиально результаты не меняются. Сами по себе винчестеры являются очень медленными накопителями, а ноутбучные модели — вообще очень-очень-очень медленны. Но при помощи Optane Memory, если повезет, и от них можно получить даже более высокую производительность, чем обеспечивает бюджетный SSD. Правда, последнему «везет» всегда, а кэширование может промахнуться — это основное различие. Сам по себе «бюджетный SSD» тоже можно ускорить подобным образом, но уже лишь количественно, а не качественно. Нет эффекта низкой базы — нет и вау-эффекта.
Последовательные операции
Специфика работы низкоуровневых утилит такова, что «рабочий» файл они создают непосредственно перед использованием — так что с большой вероятностью он окажется именно в кэше. В итоге до самого́ «основного» накопителя есть шансы не добраться, и для этого достаточно модуля на 32 ГБ. Во всяком случае, это справедливо при выбранном нами «рабочем объеме» в 16 ГБ («умолчальный» для этих утилит 1 ГБ позволит наслаждаться высоким количеством попугаев и владельцам модулей на 16 ГБ). А вот дальнейшее увеличение «рабочего объема», напротив, может устранить эффект от кэширования. Но поскольку сами модули Optane Memory на данный момент не так чтоб совсем «реактивные» (из-за интерфейса PCIe x2), драматично это только для винчестеров, причем медленных ноутбучных: их производительность в этом сценарии на порядок ниже, чем у кэширующего накопителя. Для «хорошего» же SSD разница сокращается до двух-трех раз — тоже немало, но уже не столь принципиально.
С записью же все еще интереснее. Модули Optane Memory на 32 ГБ в этом сценарии пишут лишь около 300 МБ/с. Это намного больше, чем «может» WD Blue, но уже лишь сопоставимо с быстрыми настольными винчестерами и меньше, чем скорость записи в SLC-кэш Samsung 860 Qvo (а его у представителей этой линейки — несколько десятков гигабайт). Соответственно, для 860 Qvo «внешнее» кэширование даже вредно (при использовании более быстрых модулей на 64 ГБ — тоже практически бесполезно). Повторимся: нет эффекта низкой базы — нет и вау-эффекта.
Случайный доступ
Задержки у памяти типа 3D XPoint ниже, чем у NAND-флэш, так что весомый прирост производительности от кэширования есть и здесь. Но не настолько радикальный, как у винчестеров — все-таки латентность NAND в сравнении с ними тоже уменьшается раз в 20, так что и ускорение получается в разы, а уже не на порядки. С одной стороны, лишним не будет. С другой — зачем увеличивать производительность, когда ее и так на практике хватает. «Возня» с винчестерами же имеет смысл именно потому, что им не хватает. Но и простое снижение задержек со сменой носителя уже снимает эту проблему — дальше можно не напрягаться. Тем более, что есть и тревожные звоночки: из-за увеличившихся накладных расходов (поскольку ПО кэширования пытается балансировать нагрузку) производительность оказывается более низкой, чем дают «оптанизированные винчестеры» (в случае которых ПО ничего такого сделать не пытается).
А при записи и от ускорения на коротких очередях ничего не остается — «собственный» SLC-кэш 860 Qvo справляется с работой лучше, чем «внешний» Optane.
При чтении разными блоками, но с единичной очередью в очередной раз наблюдаем, что сама по себе технология явно оптимизирована именно на работу с винчестерами в качестве «основных» накопителей. «Выжимать максимум» из тандема с SSD никто и не старался. Конечно, ускорение все равно есть, но если уж хочется наблюдать красивые цифры, лучше взять винчестер — дешевле обойдется 🙂 А на практике сравнение результатов «голых» накопителей показывает, почему винчестеры полезно ускорять кэшированием и почему это не нужно делать с SSD.
Работа с большими файлами
Как и следовало ожидать, кэширование нам тут ничем помочь не может. Более того, в паре с SSD в многопоточном режиме кэширующий модуль может даже помешать, поскольку анализ дисковых операций (на предмет не стоит ли перенести эти данные в кэш) тоже не бесплатен с точки зрения системных ресурсов. Винчестеры с такими операциями справляются очень медленно, так что им — не мешает. А вот твердотельному накопителю, практически упирающемуся в таких сценариях в ограничения интерфейса — уже может.
Запись больших объемов данных — слабое место SSD на базе QLC-памяти. К сожалению, помочь ему кэшированием почти невозможно — именно потому, что объемы большие. При наличии Optane Memory на 64 ГБ (сейчас это официальный максимум для поставляемых кэширующих модулей, но не для технологии) система пытается «схитрить» (особенно в многопоточном режиме), записывая часть данных в кэш, но результирующий эффект невелик. Увеличить его можно, разве что используя кэширующий модуль принудительно и всегда (так работала технология Smart Response в режиме Maximized), однако для этого его объем нужно будет увеличить еще больше. Тогда уж проще (да и дешевле) емкость SLC-кэша наращивать.
Запись одновременно с чтением, да еще и по (псевдо)случайным адресам — очень плохой сценарий для винчестеров. Настолько плохой, что тут даже кэшированием части операций можно заметно увеличить производительность. Но 860 Qvo справляется с такой нагрузкой в 3-5 раз быстрее — и этого достаточно, чтобы ничего улучшить уже было нельзя (собственно, и «оптанизированный» винчестер до такого уровня не дотягивает). «Слабым местом» подобных SSD нужно считать, скорее, невысокую производительность на смешанных операциях с последовательным доступом — но на них и винчестеры-то никак «подстегнуть» не удается, не говоря уже о SSD.
Рейтинги
В принципе, некоторые операции ускорить кэшированием удается: если «подменить» основной накопитель более быстрым кэширующим, получатся и более высокие результаты. Но это если повезет. Причем, как мы видели выше, иногда производительность может по тем или иным причинам даже снизиться. С винчестерами такое почти не случалось, поскольку их собственное быстродействие в любых сценариях ниже (и намного), чем у Optane Memory. Для твердотельного же накопителя это справедливо не всегда — а вот накладные расходы растут всегда, и иногда могут стать заметными. Усредненный результат — да, улучшается. Однако винчестеры можно ускорить (хотя бы теоретически) в 25-50 раз, и это будет заметно — опять же, не всегда это будет выполняться, но удачных случаев окажется достаточно, чтобы вообще возиться с кэшированием. А вот SSD в лучшем случае ускорится в пару раз, и платить за это уже совершенно не интересно: можно просто купить всюду (и стабильно) более быстрый SSD.
Эта диаграмма еще более наглядна. Винчестерам кэширование нужно, чтоб «дотянуться» до уровня бюджетных твердотельных накопителей. SSD (даже самым дешевым) это не требуется — они как раз и есть те самые [бюджетные] твердотельные накопители. Ускорить их работу в части сценариев, впрочем, можно — но это всегда будет количественным (и не всегда заметным) улучшением, а не качественным.
Итого
Ускорять твердотельные накопители внешним кэшированием — значит, ремонтировать то, что и не ломалось. В части сценариев у них с производительностью все и без того неплохо, а где не слишком хорошо — там и кэш не поможет (собственно, «не хорошо» зачастую как раз потому, что не справляется «внутреннее» SLC-кэширование). Соответственно, нет смысла тратить деньги на ускорение медленного SSD — лучше уж пустить бюджет на приобретение быстрого.
Из этого, однако, не стоит делать выводы о бесполезности гибридных SSD — в них можно использовать другие алгоритмы работы, благо все компоненты изначально рассчитаны на совместную работу. В частности, память 3D XPoint может использоваться как замена SLC-кэша — бесплатного, но не всесильного. Возможна и оптимизация распределения данных по областям. Но все это будет иметь смысл проверить на практике, когда к нам попадет гибридный Optane Memory H10. Вопрос же использования модулей Optane Memory для ускорения системы с «обычным» SATA SSD, как нам кажется, можно закрывать.
Материнская плата MSI B250M PRO-VD и память Intel Optane: ускорение в комплекте
Введение
Что же, пора проверить столь громкие заявления на практике, так как перед покупателем появляется интересная ситуация: хороший вариант по апгрейду и переходу на актуальную платформу, оставаясь на жестком диске от прошлого ПК и на этом экономя, при этом производительность которого будет ускорена штатным модулем памяти Intel Optane.
В сегодняшнем материале мы познакомимся с младшей версией новинки из серии Opt Boost – материнской платой MSI B250M PRO-VD с новенькой памятью, подробно изучим характеристики и возможности, и на практике замерим производительность в нескольких режимах.
Внешний вид и особенности дизайна
Материнская плата MSI B250M PRO-VD относится к PRO-серии, которая в иерархии производителя занимает потребительскую позицию – это рабочие «лошадки» с необходимым функционалом, без всего лишнего. Модель выполнена в форм-факторе mATX (microATX, 22 х 173 мм) и текстолите коричневого цвета, который рассчитан на системы ITX. Дизайн и оформление сведены к минимуму: звуковой тракт получил линию белой подсветки, на лицевой стороне разработчики выделили участки крепления кулеров в области процессорного сокета и разъем M.2.
Переход к более компактному формату отражается на количестве портов и интерфейсах, распаянных на печатной плате. MSI B250M PRO-VD оснащена двумя DIMM-слотами оперативной памяти DDR4 с максимальным объемом 32 Гбайт. Заявленная максимальная частота для чипсета B250 соответствует работе контроллера памяти процессора, что для 6 серии означает 2133 МГц, 7-е поколение – 2400 МГц. Имеется поддержка профилей Intel Extreme Memory Profile (XMP), небуферизованные модули и модули без коррекции ошибок.
Фирменная функция EZ Debug LED представляет собой панель светодиодов, которая указывает процесс прохождения каждого из важнейших компонентов, и упрощает сборку и диагностику неисправностей.
Новинка оснащена основным и дополнительным коннектором питания по схеме «24 + 8». Последний разъем расположен в верхнем левом углу. Подсистема питания насчитает 6 фаз, которые обеспечивают стабильную работу топовых процессоров, и равномерно распределяют тепловую нагрузку.
Нижняя часть материнской платы MSI B250M PRO-VD отведена под подключение передней аудиопанели, TRM-коннекторы, разъемы USB 2.0, коннектор для подключения светодиодной ленты. Сюда перемещены четыре из шести SATA-портов.
Для расширения функциональности модель обладает тремя слотами:
• PCI Express 3.0 x16
Над портом PCIe x16 расположен разъем М.2, в котором скоро будет установлен модуль Intel Optane 16 Гбайт.
Интерфейсная панель получила следующие порты:
Этого более чем достаточно для домашнего использования, однако, хотелось бы видеть один разъем HDMI для подключения современных мониторов и телевизоров, а не пользоваться переходниками для DVI. Видеовыход будет актуален при использовании встроенного графического ядра.
Возможности BIOS
PRO-серия отличается темным оформлением оболочки микропрограммного обеспечения со стандартными страницами-вкладками. Информация разделена на семь основных вкладок. Учтя пожелания пользователей из материала «Обзор и тест материнской платы MSI H110M PRO-VD PLUS: на шаг ближе к домашнему ПК», язык был переключен на «Русский».
Основная информация вынесена в раздел «System Status», где пользователю доступна версия микрокода, подключенные накопители, выставленный язык BIOS, данные о процессоре и оперативной памяти.
В «Advanced» представлены настройки чипсета, управление периферией, встроенным графическим ядром, питание, опции, отвечающие за температурный режим и многое другое.
Любопытно было отметить пункт «Above 4G memory/Crypto Currency mining» для оптимизации настроек материнской платы для процесса, описанного в самом названии опции 😉
В разделе «Overclocking» доступны упрощенный и расширенный режимы для настройки параметрами процессора и оперативной памяти.
Технология M-Flash упрощает обновление микропрограммного обеспечения, Вам только нужно скачать BIOS на флеш-карту и указать его, а в разделе «Security» повысить безопасность своего ПК.
Приоритет загрузки, режим и свойства накопителей доступны во вкладке «Boot», последняя вкладка – сохранение, сброс и перезагрузка.
Тестовый стенд
• Процессор: Intel Core i5-6400;
• Материнская плата: MSI B250M PRO-VD;
• Термоинтерфейс: Arctic Cooling MX-2;
• Память: 2 x 8 Гбайт DDR4 2400, Kingston HyperX;
• Видеокарта: Intel HD Graphics;
• Накопитель HDD: Western Digital WD3202ABYS, 320 Гбайт;
• Блок питания: Thernaltake TR2 550 W;
• Корпус: открытый стенд;
• Операционная система: Windows 10 64-bit.
Активация функции Intel Optane
Из всей представленной линейки материнских плат на данный момент только компания MSI анонсировала модели, которые содержат на своем борту модули памяти Intel Optane, имеют специализированные версии BIOS, настроенные на использование технологии Optane по умолчании. В любом другом случае производители выпустили инструкции по установке и настройке новинки, и оптимизацию его работы.
Мною были изучены данные гайды и выделены основные шаги, которые необходимо проделать пользователю, чтобы насладится функцией Intel Optane. И начнем наши эксперименты на примере материнской платы MSI B250M PRO-VD: как, что и чем руководствоваться, если проводить все операции самостоятельно, и вручную.
1) Обесточиваем ПК и устанавливаем модуль Intel Optane;
2) Заходим в BIOS, вкладка «Дополнительно»->»Встроенные периферийные устройства», и в режиме SATA вместо IDE или AHCI выбираем Optane Mode. После этого система сообщит, что накопитель Intel Optane будет отформатирован, данные потеряны, и попросит перезагрузиться;
3) После этой процедуры убеждаемся, что технология Intel Optane активна в BIOS. В разделе «Дополнительно»-> «Intel Rapid Storage» станет доступна детальная информация о массиве из двух накопителей.
4) Следующим шагом будет выбор варианта загрузки UEFI вместо UEFI+Legacy во вкладке «Загрузка»;
5) Устанавливаем операционную систему, в моем случае Windows 10, указав структуру GPT для жесткого диска;
6) После инсталляции и обновлении ОС, скачиваем программу Intel Optane (свежая версия на сайте Intel), и включаем долгожданную функцию на уровне операционной системы.
Система два раза перезагрузится, и дисковая подсистема «заживет» новыми красками.
Бенчмарки
Тестирование MSI B250M PRO-VD с установленным модулем памяти Intel Optane проводилось в сравнении с жестким диском Western Digital объемом 320 Гбайт, который гипотетически мог остаться от прошлого ПК. Также, чтобы отличить «плевна от зерен», противником выступит доступное решение на базе твердотельного накопителя Kingston UV400 объемом 120 Гбайт.
И начнем мы конечно же с замера производительности при расчете сколько потребуется времени на запуск операционной системы от нажатия кнопки «Power» до появления «Рабочего стола» и прогрузки всех ярлыков.
Первые результаты показывают разницу между твердотельным накопителем и жестким диском. Система на базе MSI B250M PRO BOOST с технологией Optane демонстрирует интересные результаты, сокращая разрыв между SSD и HDD.
Популярный бенчмарк CrystalDiskMark 6.0.0 – объем 1 Гбайт
В данном тесте мы отмечаем высокую производительность технологии Optane, сопоставимую с накопителем M.2. Это связано с тем, что буфер эффективно работает при небольшом объеме задач, и пока он пуст, скоростные характеристики приближаются к быстродействию SSD.
CrystalDiskMark 6.0.0 – объем 4 Гбайт
Для воссоздания домашних условий работы, на рабочем столе была создана папка с 4000 фотографиями общим объемом 8 Гбайт, над которыми проводились определенные операции.
Копирование папки с фотографиями из одного каталога в другой каталог на жестком диске.
Пока буферная часть свободна (
14.8 Гбайт), операции с памятью Intel Optane выполняются быстрее и скорость остается стабильной.
Копирование папки с фотографиями с внешнего жесткого диска USB 3.0 на жесткий диск.
Посмотрим на более «тяжелые» и требовательные программы.
Операции с папкой с фотографиями, WinRAR 5.40.
И конечно интересно посмотреть на игровые результаты. Более мощная дисковая подсистема обеспечивает мгновенную подгрузку текстур, и избавляет от части подергиваний. Однако более заметны изменения на загрузке игры. Проведем несколько замером на примере Ведьмак 3: Дикая Охота.
Первый запуск во всех трех случая сопровождается более долгим запуском. Далее система определяет, какими файлами Вы чаще пользуетесь и помечает их, а после – отправляет в буферезированную область памяти, откуда запуск происходит быстрее.
Заключение
Компания MSI идет в ногу со временем и представила публике материнскую плату MSI B250M PRO BOOST с предустановленным модулем памяти Intel Optane объемом 16 Гбайт, и настроенным таким образом, чтобы ускорить работу и отзывчивость вашего старенького жесткого диска.
В настоящее время технология Intel Optane Memory только начинает свое шествие по миру, и не получила столь массовое признанение. Несколько вариаций применения Intel Optane позволяет найти применение новинке в широком кругу задач, и одна из них – кеширование обращений к жесткому диску. Несмотря на использование высокоскоростного модуля, кеширование остается кешированием, оставляя достоинства и недостатки на своих местах. Однако, при небольшом объеме задач, равным объему накопителя, производительность повышается до уровня недорого безбуферного твердотельного накопителя.
В этом плане материнская плата MSI B250M PRO BOOST выступает альтернативным вариантом для оплота построения домашнего недорого ПК с хорошими скоростными характеристиками, сглаживая недостатки при работе на HDD. В реальных сценариях такой подход с кешированием дает заметный эффект и становится отличим после перехода с одиночного жесткого диска. Стоит оговорится, никто не запрещает использовать Intel Optane и как отдельный накопитель емкостью 16 Гбайт: для установки операционной системы Windows 10 он конечно маловат, а вот для игр или приложений годится.
Материнская плата MSI B250M PRO-VD показала себя также с хорошей стороны. Это доступная модель с необходимыми возможностями, которые с лихвой покрывают задачи среднестатестического пользователя. Усиленная подсистема питания, разъем М.2, поддерживаемый объем ОЗУ до 32 Гбайт, усиленный слот PCI Express x16 3.0, по шесть SATA-слотов и USB портов позволит задейстовать большое количество периферии и устройств.
Подводя итоги, модель MSI B250M PRO BOOST представляет собой отличное и доступное решение из бюджетного класса, но на «стероидах», и технология Intel Optane играет здесь не последнюю роль.