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士别三日当刮目相待 一年半后再谈英特尔傲腾内存

上传:r5439147     来源:信息存储服务     日期:2018-10-19

[摘要]  
   英特尔在去年3月份推出了基于3D Xpoint的傲腾内存,这种全新的非易失性存储介质宣称拥有千倍于NAND的速度和耐用性,并在当时被很多人给予厚望——3D Xpoint要代替NAND?SSD 要被革命
 
[正文]    

   英特尔在去年3月份推出了基于3D Xpoint的傲腾内存,这种全新的非易失性存储介质宣称拥有千倍于NAND的速度和耐用性,并在当时被很多人给予厚望——3D Xpoint要代替NAND?SSD 要被革命?

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  事实情况是,傲腾内存不过是一个机械硬盘的加速器 ,最多仅有32GB大小使它根本无法代替NAND成为大容量存储设备,并且其必须搭配7代酷睿+200系主板以上的高门槛以及复杂的BIOS设置更打消了人们对于傲腾内存的购买欲望。

  俗话说士别三日当刮目相待,发布一年半之后的傲腾内存又有怎样的变化呢?我们不妨来听听英特尔相关技术人员在上个月的媒体沟通会上所做的讲解。

  英特尔之所以将目光聚焦于存储领域是因为,在当前的互联网环境下与日俱增的数据正在以海量的方式存在,我们需要对这些数据加以处理,从而更好地进行存储,这也是傲腾内存推出的前提。

  我们不妨先来考虑一下我们更换电脑的原因,根据英特尔的说法,用户更新电脑的驱动 因素主要有性能、电池续航时间、内存和存储设备四个原因。这几点都很好理解,我们更换电脑无非就是想要更快的处理器、对于笔记本而言更长的续航时间以及更大更快的内存和存储设备。

  用户为什么会对存储设备有更大的容量需求呢?这和我们平时用到的软件 有很大关系,比如现在的3A游戏动辄就要几十甚至上百GB,Windows 10系统本身也要占用20GB,而日常的图片、4K视频则占据着更大的存储空间。

  那么目前用户所使用的硬盘是一个什么状况呢?相关的市场调研数据显示,台式机有71%的用户采用机械硬盘,24%采用固态硬盘 ,5%用的是机械+固态硬盘的组合。笔记本用户有32%用的是机械硬盘,49%用的是固态硬盘,机械+固态的组合仅有1%。

  根据上述情况,我们大致可以得出以下结论:在海量数据的背景下,用户不仅在意存储速度,对容量本身也有强烈的需求。所以,傲腾内存应运而生。

  具体来说,傲腾内存包含两种技术,一是3D Xpoint,二是RST快速存储技术。前者拥有千倍于NAND的速度和耐用性,后者可以把两个不同的物理盘整合成一个操作系统可识别的逻辑盘,并且还可以快速判别哪些文件会被调用、哪些文件被大量频繁使用,从而对这些文件进行标记、留存,为加速做好准备。

  基于这两种技术,傲腾内存才得以面市。据英特尔介绍,傲腾内存有16、32、64GB三种容量版本,也就是在去年推出16、32GB两种容量之后又增加了一个64GB的容量版本。64GB的傲腾内存将在今年第四季度推出,并且未来还会有更大的容量。另外产品形态上也会有M.2 2242/2280两种。

  从更深的层次来讲,傲腾内存的推出也有着特殊意义。根据使用频率,英特尔将我们每天所产生的数据分为热数据、温数据、冷数据三种。热数据就是我们每天都要用到的数据,比如邮件;温数据指的是这周用过之后下周才可能会再次用到的数据,比如PPT文档;而冷数据指的是那些记录我们生活的照片、视频等,很长一段时间内几乎都不会打开的数据。

  三类数据对性能的要求不尽相同,对于热数据来说,因为使用频率很高所以对性能和延迟的要求也比较高,而高性能、低延迟往往和成本成正比,所以,存储热数据往往需要付出较多的成本。相反,冷数据因为使用频率比较低所以在性能和延迟方面就没有热数据要求那么高。

  英特尔存储事业部有两类产品正是针对三类数据中的热数据和温数据而设计,其中3D NAND技术主要用于存储温数据,而傲腾技术则用来解决所有热数据的问题。NAND相信大家都很熟悉了,所有SSD中用到的存储颗粒都叫做NAND。目前基于英特尔3D NAND技术的SSD有三种,分别是采用TLC、PCIe 3.0×4的760P,采用QLC、PCIe 3.0×4的660P以及TLC、SATA的545s。

  那么,3D Xpoint相较于NAND有哪些优势呢?英特尔通过一个形象的类比进行说明。我们把目前PC中的存储介质大致分为五类,分别是SRAM缓存、DRAM内存、NAND SSD、HDD以及3D Xpoint。如果把SRAM的延迟、容量假设为1的话,DRAM的延迟就是SRAM的10倍,容量可以提升100倍。3D Xpoint的延迟是SRAM的100倍,容量是1000倍。而NAND SSD的延迟是SRAM的十万倍,容量和3D Xpoint一样是1000倍。HDD的延迟是最高的,是SRAM的一千万倍,容量则是一万倍。

  也就是说,3D Xpoint相比NAND拥有更接近于DRAM内存的低延迟特性,容量方面也基本可以做到和NAND SSD一致,并且3D Xpoint还拥有内存所不具备的非易失性,也就是断电后数据依然存在。试想,如果计算机存储架构发生变化,都使用类似3D Xpoint这种更高速的存储介质的话,也许到那时候PC就是即开即用,无需等待,而这也是英特尔未来的发展方向之一。

  表面上来看3D Xpoint相比NAND具有低延迟、高容量的特点,究其原因是3D Xpoint材料本身的革命性变化。首先,3D Xpoint并不是基于晶体管 的。我们知道,晶体管在寿命以及密度上都是有限的,而3D Xpoint相比NAND在寿命以及存储密度上都有优势。3D Xpoint基于3D立体结构,但是这个3D立体结构并不是堆叠的,而是单层3D立体结构,这样的结构进一步提高了单层的存储密度,并且如果将来实现堆叠,存储密度会更加可观。

  第二,3D Xpoint是基于bit的,是基于交叉点电压和电阻的变化来做存储的,也就是用0和1来存储信息,并不像3D NAND基于block为单位来处理数据,这也是为什么3D Xpoint的延迟低于NAND的原因所在。

  第三,3D Xpoint不需要有较大的剩余空间来保证性能,这也是区别于NAND的一个比较重要的特性。

  第四,3D Xpoint可以在极小的队列深度下达到性能峰值。通过上图可以看到,绿色的傲腾内存在4队列深度以下就已经达到了性能峰值,并且非常稳定。而PCIe、SATA SSD则需要在更深的队列深度下才能发挥全部性能。而事实情况是,我们日常用到的大多数软件的队列深度一般都不超过4。比如PPT有68%-73%的概率队列深度为1,Outlook 有65%-75%,SolidWorks 则有80%-85%。

  除了傲腾内存外,基于英特尔傲腾技术的产品还有很多,比如傲腾SSD 800P,容量有58、118GB两种,走PCIe 3.0×2通道,适合做系统盘。此外还有傲腾SSD 900P和905P,最大容量可达1.5TB,两者也代表了目前傲腾SSD的最顶级性能。

  那么基于3D Xpoint介质的傲腾内存究竟性能如何呢?我们在之前也做过很多测试了,结论无一例外——通过傲腾内存加速后的机械硬盘从使用体验上基本可以媲美固态硬盘。英特尔的说法是,相比于机械硬盘,配备傲腾内存的台式机在工作中有2.1倍的提升,笔记本有2.2倍。游戏方面台式机有3.9倍的提升,笔记本有4.7倍。创作方面台式机有3倍的提升,笔记本有1.7倍。总之,配有傲腾内存的设备相比机械硬盘都有非常明显的速度提升。

  傲腾内存相比于SSD呢?英特尔用SYSMark软件测试的结果是,总分方面,32GB傲腾内存+1TB机械硬盘、16GB傲腾内存+1TB机械硬盘和256GB PCIe SSD的分数是一样的,都是1.3,而1TB机械硬盘的分数为1,也就是说,傲腾内存+机械硬盘的速度可以和SSD处在同一水平。单看SYSMark响应速度分数的话,傲腾内存+机械硬盘还是可以和SSD保持在同一级别,32GB的傲腾内存还有小幅的领先。

  我们上面所说的都是用傲腾内存+机械硬盘来对比单一的机械硬盘或者是SSD,如果说我本身就有一块SSD和机械硬盘了,傲腾内存还有用吗?答案依然是肯定的。傲腾内存在上市之初只能加速系统盘,而现在它既可以加速系统盘又可以加速数据盘,使用方式更灵活。

  使用双盘的用户大多数是用SSD装系统,机械硬盘游戏、应用,这种情况下加速系统文件是更快了,但是加速游戏或者应用的时候依然是机械硬盘的读取速度,如果把傲腾内存和安装游戏、应用的机械硬盘相组合的话,在加载这些游戏、应用的时候就会有一个明显的速度提升。按照英特尔的说法,加载游戏关卡时的速度提升可以达到4.7倍,加载创作类应用文件时的速度提升可以达到1.7倍。

  如果你关注过今年4月份发布的第八代酷睿标压处理器的话,一定对“酷睿+”这个新品牌不陌生。“酷睿+”指的是酷睿处理器+傲腾内存的组合,也就是把酷睿处理器和傲腾内存进行捆绑销售,英特尔也是希望通过这种方式让傲腾内存快速进入市场,并让消费者更容易接受。

  还有一点值得一提,英特尔在底层驱动软件、部署工具以及和各主板厂商协同的努力下使得傲腾内存在上市之初备受诟病的安装复杂问题也得到了解决。大家只要下载 RST 16.5这个版本安装好之后,运行软件选择好要加速的硬盘并做擦除处理,等待初始化完毕之后傲腾内存就安装完成了。当然如果你要更换傲腾内存,切记做解绑处理,否则是有丢失数据的风险的。

  总的来说,傲腾内存在发布一年半之后继续做了很多优化工作,比如可以加速系统盘之外的数据盘、驱动软件设置更简单,并且在今年第四季度还有64GB容量版本的傲腾内存上市等。任何探索过程都不是一帆风顺的,傲腾内存也是如此,从最初的不完善到逐渐走向成熟,英特尔展示了对于傲腾内存的态度和决心,我们也更加期待基于3D Xpoint的傲腾产品能够为终端产品带来更多变革。

   (新闻稿 2018-10-19)


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