Последняя версия кэширования Intel Optane Memory SSD находится здесь. Новый Optane Memory H20 — это два накопителя NVMe в одном, сочетающие в себе накопитель QLC емкостью 1 ТБ (заимствованный из их недавнего 670p) с обновленным кэш-накопителем Optane емкостью 32 ГБ, все на одной карте M.2. Мы также рассмотрим твердотельный накопитель Enmotus FuzeDrive, который представляет собой другой подход к идее «два диска в одном», который дополняет QLC выделенным пулом быстрой флэш-памяти SLC NAND. Каждый из этих дисков связан с программным обеспечением для интеллектуального управления размещением данных, помещая часто используемые данные на более быстрые и долговечные носители. Общая цель этих двух продуктов одинакова: объединить доступную емкость QLC NAND с высочайшей производительностью и долговечностью записи памяти SLC NAND или 3D XPoint.

История кэширования SSD

За общей идеей объединения быстрых и медленных устройств хранения в один пул хранения, который не требует от конечных пользователей вручную управлять размещением данных, лежит долгая история. Кэширование данных в ОЗУ повсеместно: процессоры имеют несколько уровней кеширования, а жесткие диски и некоторые твердотельные накопители также имеют свои собственные кеши ОЗУ, но все они временные по своей природе. Настойчивый кеши, использующие более быструю форму энергонезависимого хранилища, никогда не были столь широко распространены, но за эти годы было множество примеров.

В потребительской сфере кэширование вызывало большой интерес, когда твердотельные накопители только начали становиться массовыми: они были намного быстрее жестких дисков, но еще не были достаточно большими, чтобы их можно было использовать в качестве полной замены жестких дисков. Intel внедрила технологию Smart Response Technology (SRT) в свои драйверы Rapid Storage Technology (RST), начиная с десятилетия назад с чипсета Z68 для Sandy Bridge. Производители жестких дисков также представили гибридные диски, но с такими прискорбно маленькими кэшами флэш-памяти NAND, что от них было мало пользы.

Читайте также:
Самые запретные места на планете Земля

В последнее время миграция твердотельных накопителей для хранения большего количества бит данных на каждую ячейку физической памяти привела к тому, что потребительские твердотельные накопители стали реализовывать собственное прозрачное кэширование. Все потребительские твердотельные накопители, использующие TLC или QLC NAND, управляют слоем кеша, который управляет частью хранилища как SLC (или иногда MLC) — менее плотный, но быстрее.

Оптановая память

Intel сделала еще один большой рывок в направлении кэширования SSD, выпустив свои первые устройства Optane на потребительский рынок: крошечные диски M.2, оснащенные многообещающей новой памятью 3D XPoint, и довольно запутанная память Optane, как если бы они были альтернативой DRAM вместо SSD-накопителей NVMe. Intel изначально позиционировала их как кэш-устройства для использования перед жесткими дисками. Реализация Optane Memory основана на их работе с RST, но с новыми требованиями к платформе: микропрограмма материнской платы должна была понимать систему кэширования, чтобы правильно загружать операционную систему с кэшированного тома, и эта поддержка микропрограмм была предоставлена ​​только на Kaby Lake и более новые платформы. Стратегия жестких дисков Optane + никогда не имела большого успеха; продолжающийся переход на TLC NAND означал, что твердотельные накопители, которые были достаточно большими и достаточно быстрыми, стали широко доступными. Настройки кэширования с несколькими дисками также плохо подходят для ноутбуков с ограничениями по размеру и мощности. Кэширование Optane перед TLC NAND было возможно, но на самом деле не стоит затрат и сложности, особенно с кэшированием SLC, работающим довольно хорошо для обычных однодисковых установок.

Читайте также:
Новые швейцарские смарт-часы работают без ЖК-дисплея

QLC NAND предоставила новую возможность для кэширования Optane, что привело к появлению Optane Memory H10 и новой Optane Memory H20, которые мы рассматриваем сегодня. Они сжимают потребительские диски Intel QLC (660p и 670p соответственно) и один из их кэш-накопителей Optane Memory на одну карту M.2. Для этого требуется несколько нестандартный интерфейс; большинство систем не могут обнаружить оба устройства и смогут получить доступ либо к QLC, либо к стороне Optane привода, но не к обоим. Некоторые потребительские платформы Intel, начиная с Coffee Lake, имеют возможность обнаруживать эти диски и настраивать канал PCIe x4 со слотом M.2 как два отдельных канала x2.

Система кэширования для Optane Memory H20 работает почти так же, как при использовании отдельных дисков Optane и медленных накопителей, хотя Intel продолжала совершенствовать свои эвристики для размещения данных с последовательными выпусками своих драйверов RST. Одним заметным недостатком является то, что разделение четырех линий PCIe слота M.2 на два канала x2 означает узкое место на стороне QLC; Контроллеры Silicon Motion SSD, используемые Intel, поддерживают четыре полосы, но только две могут быть подключены к H10 и H20. Для H10 это вряд ли имело значение, потому что часть QLC этого диска (эквивалентная Intel SSD 660p) редко могла обеспечивать более 2 ГБ / с, поэтому ограничение PCIe 3.0 x2 имело лишь незначительное влияние. Intel 670p немного быстрее благодаря более продвинутому QLC и значительно усовершенствованному контроллеру, поэтому ограничение его до PCIe 3.0 x2 на Optane Memory H20 на самом деле больно.

Читайте также:
Как Apple Watch могут спасти вам жизнь
Спецификации памяти Intel Optane H20
H20 H10
Фактор формы односторонний M.2 2280 односторонний M.2 2280
Контроллер NAND Кремний Движение SM2265 Кремний Движение SM2263
NAND Flash Intel 144L 3D QLC Intel 64L 3D QLC
Контроллер Optane Intel SLL3D
Optane Media Intel 128 ГБ 3D XPoint Intel 128 ГБ 3D XPoint
Емкость QLC NAND 512 ГБ 1024 ГБ 256 ГБ 512 ГБ 1024 ГБ
Емкость оптана 32 ГБ 16 гигабайт 32 ГБ 32 ГБ
Последовательное чтение до 3300 МБ / с 1450 МБ / с 2300 МБ / с 2400 МБ / с
Последовательная запись до 2100 МБ / с 650 МБ / с 1300 МБ / с 1800 МБ / с
Случайное чтение IOPS 65 КБ (QD1) 230 тыс. 320 тыс. 330 тыс.
Произвольная запись IOPS 40 КБ (QD1) 150 тыс. 250 тыс. 250 тыс.
Запущен Май 2021 г. Апрель 2019
Система
Требования
Ядерный процессор 11-го поколения
Набор микросхем серии 500
Драйвер RST 18.1
Ядерный процессор 8-го поколения
Набор микросхем серии 300
Драйвер RST 17.2

И Optane Memory H10, и H20 рассчитаны на пиковую пропускную способность, превышающую ту, которую часть Optane или QLC может обеспечить сама по себе. Для этого программное обеспечение Intel для кэширования должно быть способно выполнять чередование данных между двумя подустройствами в стиле RAID0; он не может просто отправлять запросы в часть Optane, возвращаясь к QLC только в случае крайней необходимости.

Читайте также:
В iPhone нашли чип для слежки

На первый взгляд Optane Memory H20 выглядит как переделка H10, но это существенно модернизированный продукт. Часть Optane H20 немного быстрее, чем предыдущие продукты Optane Memory, включая часть Optane H10. Intel не сообщила подробностей о том, как они улучшили производительность здесь, но они по-прежнему используют память 3D XPoint первого поколения, а не 3DXP второго поколения, который теперь поставляется в корпоративных SSD Optane P5800X.

Сторона накопителя QLC подверглась серьезному обновлению с 64L до 144L QLC NAND и обновлению контроллера с Silicon Motion SM2263 до SM2265. Новый контроллер представляет собой специальную часть Intel для 670p и H20, производную от контроллера SM2267, но не имеющую возможности PCIe 4.0. Отказ от поддержки PCIe 4.0 был разумным для Intel 670p, потому что QLC в любом случае недостаточно быстр, чтобы выйти за пределы скорости PCIe 3.0, а Intel может снизить энергопотребление и, возможно, сэкономить немного денег с помощью SM2265 вместо SM2267. Но для Optane Memory H20 и ее ограничения PCIe x2 для части QLC было бы неплохо иметь возможность запускать эти две полосы на скорости Gen4.

Optane Memory H10 изначально планировалась как для OEM, так и для розничных продаж, но розничная версия была отменена перед выпуском, и (несколько неоднородная) поддержка H10, которая предоставлялась розничными материнскими платами Coffee Lake, оказалась бесполезной для потребителей. H20 с самого начала запускается как OEM-продукт, что гарантирует его использование только в совместимых системах на базе Intel. Это позволяет Intel в значительной степени избежать каких-либо проблем с конечными пользователями, которые должны устанавливать и настраивать программное обеспечение для кэширования, потому что OEM-производители позаботятся об этом. Планируется, что поставки Optane Memory H20 в новых системах начнутся в июне.

Читайте также:
Фотографии присланные зондом Dawn повергли в недоумение экспертов NASA