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士別三日當刮目相待 一年半后再談英特爾傲騰內存

上傳:r5439147     來源:信息存儲服務     日期:2018-10-18

[摘要]  
   英特爾在去年3月份推出了基于3D Xpoint的傲騰內存,這種全新的非易失性存儲介質宣稱擁有千倍于NAND的速度和耐用性,并在當時被很多人給予厚望——3D Xpoint要代替NAND?SSD 要被革命
 
[正文]    

   英特爾在去年3月份推出了基于3D Xpoint的傲騰內存,這種全新的非易失性存儲介質宣稱擁有千倍于NAND的速度和耐用性,并在當時被很多人給予厚望——3D Xpoint要代替NAND?SSD 要被革命?

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  事實情況是,傲騰內存不過是一個機械硬盤的加速器 ,最多僅有32GB大小使它根本無法代替NAND成為大容量存儲設備,并且其必須搭配7代酷睿+200系主板以上的高門檻以及復雜的BIOS設置更打消了人們對于傲騰內存的購買欲望。

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  俗話說士別三日當刮目相待,發布一年半之后的傲騰內存又有怎樣的變化呢?我們不妨來聽聽英特爾相關技術人員在上個月的媒體溝通會上所做的講解。

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  英特爾之所以將目光聚焦于存儲領域是因為,在當前的互聯網環境下與日俱增的數據正在以海量的方式存在,我們需要對這些數據加以處理,從而更好地進行存儲,這也是傲騰內存推出的前提。

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  我們不妨先來考慮一下我們更換電腦的原因,根據英特爾的說法,用戶更新電腦的驅動 因素主要有性能、電池續航時間、內存和存儲設備四個原因。這幾點都很好理解,我們更換電腦無非就是想要更快的處理器、對于筆記本而言更長的續航時間以及更大更快的內存和存儲設備。

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  用戶為什么會對存儲設備有更大的容量需求呢?這和我們平時用到的軟件 有很大關系,比如現在的3A游戲動輒就要幾十甚至上百GB,Windows 10系統本身也要占用20GB,而日常的圖片、4K視頻則占據著更大的存儲空間。

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  那么目前用戶所使用的硬盤是一個什么狀況呢?相關的市場調研數據顯示,臺式機有71%的用戶采用機械硬盤,24%采用固態硬盤 ,5%用的是機械+固態硬盤的組合。筆記本用戶有32%用的是機械硬盤,49%用的是固態硬盤,機械+固態的組合僅有1%。

  根據上述情況,我們大致可以得出以下結論:在海量數據的背景下,用戶不僅在意存儲速度,對容量本身也有強烈的需求。所以,傲騰內存應運而生。

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  具體來說,傲騰內存包含兩種技術,一是3D Xpoint,二是RST快速存儲技術。前者擁有千倍于NAND的速度和耐用性,后者可以把兩個不同的物理盤整合成一個操作系統可識別的邏輯盤,并且還可以快速判別哪些文件會被調用、哪些文件被大量頻繁使用,從而對這些文件進行標記、留存,為加速做好準備。

  基于這兩種技術,傲騰內存才得以面市。據英特爾介紹,傲騰內存有16、32、64GB三種容量版本,也就是在去年推出16、32GB兩種容量之后又增加了一個64GB的容量版本。64GB的傲騰內存將在今年第四季度推出,并且未來還會有更大的容量。另外產品形態上也會有M.2 2242/2280兩種。

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  從更深的層次來講,傲騰內存的推出也有著特殊意義。根據使用頻率,英特爾將我們每天所產生的數據分為熱數據、溫數據、冷數據三種。熱數據就是我們每天都要用到的數據,比如郵件;溫數據指的是這周用過之后下周才可能會再次用到的數據,比如PPT文檔;而冷數據指的是那些記錄我們生活的照片、視頻等,很長一段時間內幾乎都不會打開的數據。

  三類數據對性能的要求不盡相同,對于熱數據來說,因為使用頻率很高所以對性能和延遲的要求也比較高,而高性能、低延遲往往和成本成正比,所以,存儲熱數據往往需要付出較多的成本。相反,冷數據因為使用頻率比較低所以在性能和延遲方面就沒有熱數據要求那么高。

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  英特爾存儲事業部有兩類產品正是針對三類數據中的熱數據和溫數據而設計,其中3D NAND技術主要用于存儲溫數據,而傲騰技術則用來解決所有熱數據的問題。NAND相信大家都很熟悉了,所有SSD中用到的存儲顆粒都叫做NAND。目前基于英特爾3D NAND技術的SSD有三種,分別是采用TLC、PCIe 3.0×4的760P,采用QLC、PCIe 3.0×4的660P以及TLC、SATA的545s。

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  那么,3D Xpoint相較于NAND有哪些優勢呢?英特爾通過一個形象的類比進行說明。我們把目前PC中的存儲介質大致分為五類,分別是SRAM緩存、DRAM內存、NAND SSD、HDD以及3D Xpoint。如果把SRAM的延遲、容量假設為1的話,DRAM的延遲就是SRAM的10倍,容量可以提升100倍。3D Xpoint的延遲是SRAM的100倍,容量是1000倍。而NAND SSD的延遲是SRAM的十萬倍,容量和3D Xpoint一樣是1000倍。HDD的延遲是最高的,是SRAM的一千萬倍,容量則是一萬倍。

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  也就是說,3D Xpoint相比NAND擁有更接近于DRAM內存的低延遲特性,容量方面也基本可以做到和NAND SSD一致,并且3D Xpoint還擁有內存所不具備的非易失性,也就是斷電后數據依然存在。試想,如果計算機存儲架構發生變化,都使用類似3D Xpoint這種更高速的存儲介質的話,也許到那時候PC就是即開即用,無需等待,而這也是英特爾未來的發展方向之一。

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  表面上來看3D Xpoint相比NAND具有低延遲、高容量的特點,究其原因是3D Xpoint材料本身的革命性變化。首先,3D Xpoint并不是基于晶體管 的。我們知道,晶體管在壽命以及密度上都是有限的,而3D Xpoint相比NAND在壽命以及存儲密度上都有優勢。3D Xpoint基于3D立體結構,但是這個3D立體結構并不是堆疊的,而是單層3D立體結構,這樣的結構進一步提高了單層的存儲密度,并且如果將來實現堆疊,存儲密度會更加可觀。

  第二,3D Xpoint是基于bit的,是基于交叉點電壓和電阻的變化來做存儲的,也就是用0和1來存儲信息,并不像3D NAND基于block為單位來處理數據,這也是為什么3D Xpoint的延遲低于NAND的原因所在。

  第三,3D Xpoint不需要有較大的剩余空間來保證性能,這也是區別于NAND的一個比較重要的特性。

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  第四,3D Xpoint可以在極小的隊列深度下達到性能峰值。通過上圖可以看到,綠色的傲騰內存在4隊列深度以下就已經達到了性能峰值,并且非常穩定。而PCIe、SATA SSD則需要在更深的隊列深度下才能發揮全部性能。而事實情況是,我們日常用到的大多數軟件的隊列深度一般都不超過4。比如PPT有68%-73%的概率隊列深度為1,Outlook 有65%-75%,SolidWorks 則有80%-85%。

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  除了傲騰內存外,基于英特爾傲騰技術的產品還有很多,比如傲騰SSD 800P,容量有58、118GB兩種,走PCIe 3.0×2通道,適合做系統盤。此外還有傲騰SSD 900P和905P,最大容量可達1.5TB,兩者也代表了目前傲騰SSD的最頂級性能。

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  那么基于3D Xpoint介質的傲騰內存究竟性能如何呢?我們在之前也做過很多測試了,結論無一例外——通過傲騰內存加速后的機械硬盤從使用體驗上基本可以媲美固態硬盤。英特爾的說法是,相比于機械硬盤,配備傲騰內存的臺式機在工作中有2.1倍的提升,筆記本有2.2倍。游戲方面臺式機有3.9倍的提升,筆記本有4.7倍。創作方面臺式機有3倍的提升,筆記本有1.7倍。總之,配有傲騰內存的設備相比機械硬盤都有非常明顯的速度提升。

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  傲騰內存相比于SSD呢?英特爾用SYSMark軟件測試的結果是,總分方面,32GB傲騰內存+1TB機械硬盤、16GB傲騰內存+1TB機械硬盤和256GB PCIe SSD的分數是一樣的,都是1.3,而1TB機械硬盤的分數為1,也就是說,傲騰內存+機械硬盤的速度可以和SSD處在同一水平。單看SYSMark響應速度分數的話,傲騰內存+機械硬盤還是可以和SSD保持在同一級別,32GB的傲騰內存還有小幅的領先。

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  我們上面所說的都是用傲騰內存+機械硬盤來對比單一的機械硬盤或者是SSD,如果說我本身就有一塊SSD和機械硬盤了,傲騰內存還有用嗎?答案依然是肯定的。傲騰內存在上市之初只能加速系統盤,而現在它既可以加速系統盤又可以加速數據盤,使用方式更靈活。

  使用雙盤的用戶大多數是用SSD裝系統,機械硬盤游戲、應用,這種情況下加速系統文件是更快了,但是加速游戲或者應用的時候依然是機械硬盤的讀取速度,如果把傲騰內存和安裝游戲、應用的機械硬盤相組合的話,在加載這些游戲、應用的時候就會有一個明顯的速度提升。按照英特爾的說法,加載游戲關卡時的速度提升可以達到4.7倍,加載創作類應用文件時的速度提升可以達到1.7倍。

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  如果你關注過今年4月份發布的第八代酷睿標壓處理器的話,一定對“酷睿+”這個新品牌不陌生。“酷睿+”指的是酷睿處理器+傲騰內存的組合,也就是把酷睿處理器和傲騰內存進行捆綁銷售,英特爾也是希望通過這種方式讓傲騰內存快速進入市場,并讓消費者更容易接受。

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  還有一點值得一提,英特爾在底層驅動軟件、部署工具以及和各主板廠商協同的努力下使得傲騰內存在上市之初備受詬病的安裝復雜問題也得到了解決。大家只要下載 RST 16.5這個版本安裝好之后,運行軟件選擇好要加速的硬盤并做擦除處理,等待初始化完畢之后傲騰內存就安裝完成了。當然如果你要更換傲騰內存,切記做解綁處理,否則是有丟失數據的風險的。

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  總的來說,傲騰內存在發布一年半之后繼續做了很多優化工作,比如可以加速系統盤之外的數據盤、驅動軟件設置更簡單,并且在今年第四季度還有64GB容量版本的傲騰內存上市等。任何探索過程都不是一帆風順的,傲騰內存也是如此,從最初的不完善到逐漸走向成熟,英特爾展示了對于傲騰內存的態度和決心,我們也更加期待基于3D Xpoint的傲騰產品能夠為終端產品帶來更多變革。

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   (新聞稿 2018-10-19)


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