Обзор и тестирование памяти Intel Optane 3D XPoint – THG.RU

Обзор памяти Intel Optane 3D XPoint | Введение

В Intel не хотят, чтобы вы рассматривали её новую память Optane как SSD-накопитель. Это комбинация протоколов, аппаратного и программного обеспечения, превращающая SSD в кэширующее решение преимущественно для жёстких дисков. Для непосвящённых, система кэширования изучает ваши пользовательские привычки и сохраняет часто запрашиваемые данные на более быстром накопителе, что позволяет снизить время загрузки системы, ускорить запуск приложений и улучшить целый ряд аспектов производительности системы в целом.

Накопитель Optane производится в форм-факторе M.2, но его родословная восходит к 2005 году, когда в Intel начали крестовый поход за ускорение производительности жёстких дисков накопителей путём использования микросхем памяти. Современная интерпретация этой идеи Intel материализовалась в 2011 году с презентацией технологии RST (Rapid Storage Technology).

По сути, Optane — это дальнейшее развитие RST, хотя и на основе совершенно новой технологии хранения данных. Похоже, что 3D XPoint стала первым новым типом памяти, переданным в серийное производство за последние 25 лет, и она очень и очень быстрая.

Обзор памяти Intel Optane 3D XPoint | Быстрее молнии

Intel и Micron разработали 3D XPoint в рамках сверхсекретного проекта, который длился почти десятилетие. 3D XPoint — это кульминация нескольких новых технологий, призванных заполнить разрыв по производительности между DRAM и накопителями данных. Новый быстрый кристалл дороже, чем NAND, но он быстрее и надёжнее. И самое главное, он сохраняет данные при отключении питания.

Память 3D XPoint обещает изменить ситуацию на рынке памяти благодаря своим уникальным достоинствам, среди которых экспоненциально более высокая производительность при лёгкой нагрузке, что должно обеспечить взрывной рост производительности настольных компьютеров. В стратегию развития дата-центров Intel уже входит использование 3D XPoint в качестве дополнительного слоя DRAM, а перенос этой функциональности в десктопы может снизить требования к объёму оперативной памяти, необходимой для системы. Она также может сформировать радикально новый набор возможностей, таких как ликвидация самого процесса загрузки операционной системы.

Выход на рынок подобного рода инноваций мог бы занять годы, поскольку программное обеспечение всегда отстаёт от аппаратного, но 3D XPoint широко открывает перед ними дверь. Пока же первый продукт Intel 3D XPoint представляет собой накопитель M.2 Optane, призванный повысить производительность жёстких дисков.

Обзор памяти Intel Optane 3D XPoint | Целевая аудитория и сфера применения

SSD прочно обосновались на рынке ноутбуков, но 75% десктопов до сих пор поставляются только с жёсткими дисками. Такой процент может выглядеть странно, но дело в том, что OEM-производители заявляют высокие цены на SSD-накопители, что делает их менее привлекательными, чем давно присутствующие на рынке продукты. Процесс испытаний занимает время, поэтому в десктопах обычно используются флеш-накопители на основе более старых технологий.

В Intel сконструировали Optane как простой способ модернизации для пользователей ПК без особых технических познаний. При установке Optane не нужно переустанавливать операционную систему или клонировать имеющийся накопитель. Вместо этого он программными средствами объединяется с жёстким диском в один логический том.

Память Optane способна быстро и просто повысить производительность за небольшие деньги. И хотя эта технология предназначена для ускорения работы жёстких дисков, вы также можете использовать RST для повышения производительности SSD (подробнее об этом — чуть позже). Вы можете ускорить только один из установленных у вас накопителей, причём это может быть и вторичный диск, хотя официально такая конфигурация не поддерживается. Это хорошая новость для геймеров, который используют SSD в качестве быстрого загрузочного диска, а на жёсткий диск устанавливают игры.

Если вы часто заглядываете в наш раздел “Накопители“, то вы знакомы с ситуацией на рынке SSD. Цены подскочили, модели большой ёмкости найти сложно, а последние новинки в доступном сегменте, по большей части, медленнее накопителей предыдущего поколения. Их просто делают не так, как раньше. MyDigitalSSD — это единственная компания, предлагающая доступные высокопроизводительные NVMe SSD с памятью MLC NAND. Во всём прочем применяется дешёвая TLC NAND, которая нередко медленнее, чем чипы пятилетней давности. Пришло время новой технологии хранения.

Обзор памяти Intel Optane 3D XPoint | Объединяя память и накопитель

“Память класса хранилища” (Storage class memory, SCM) — новый модный термин. Его смысл и долгосрочная цель — со временем полностью объединить системную память (т.е. DRAM) и накопитель в единую структуру. Optane — шаг именно в этом направлении.

Система подкачки или виртуальной памяти в Windows объединяет накопитель и оперативной память. Когда заканчивается системная память, операционная система использует накопитель в качестве виртуальной памяти. При этом разница в производительности между DRAM и жёстким диском огромна. SSD помогают справиться с проблемой, но большая часть запросов на виртуальную память происходит на низких глубинах очереди. Вот, где блистает Optane, и где SSD менее всего эффективны.

Системы с небольшим объёмом RAM больше всего приобретут от установки Optane. В одной из следующих статей мы покажем, насколько Optane увеличивает общую производительность ПК с малым объёмом оперативной памяти.

Обзор памяти Intel Optane 3D XPoint | Основные технические характеристики

Память Optane поставляется в двух вариантах ёмкости: 16 и 32 Гбайта. Мы тестировали 32-гигабайтный модуль, обладающий большей производительностью, чем младшая модель. В накопителе используется маленький контроллер с высокой степенью оптимизации и два 16-гигабайтных чипа памяти 3D XPoint. В Intel не уточнили число каналов, но мы подозреваем, что контроллер PCI Express 3.0 x2 выделяет для памяти 3D XPoint один канал. В отличие от обычных SSD, с 3D XPoint не нужно использовать DRAM в качестве промежуточного слоя.

Пропускная способность 32-гигабайтной модели составляет до 1350 Мбайт/с при последовательном чтении, но всего 290 Мбайт/с при последовательной записи. Скорость 6-гигабайтной модели — 900 и 145 Мбайт/с соответственно. Эти накопители созданы, чтобы ускорять произвольную нагрузку, и прежде всего, производительность произвольного чтения. 32-гигабайтный Optane достигает скорости 240 000 операций ввода/вывода в секунду при произвольном чтении, 16-гигабайтный — 190 000 IOPS. Максимальная производительность произвольной записи — 65 000 IOPS у 32-гигабайтного модуля и 35 000 IOPS — у 16-гигабайтной модификации.

Обзор памяти Intel Optane 3D XPoint | Системные требования для Optane

Intel сертифицировала память Optane для использования с процессорами Intel Core 7-го поколения и чипсетами 200-й серии. Нам удалось запустить наш экземпляр на системе с процессором Core i7-6700K и материнской плате с логикой Z170, однако официально такая конфигурация не поддерживается.

• Intel Optane Memory SSD
• Материнская плата с поддержкой Optane
• Процессор Intel 7-го поколения
• Windows 10
• Активирован режим RAID
• Линии PCI Express перенаправлены на чипсет

Как заявляли представители Intel на встрече в Фолсоме, штат Калифорния, чипсеты серии 200 имеют встроенную оптимизацию под память Optane и у них также есть четыре дополнительных линии PCI Express 3.0. Некоторые производители материнских плат недавно выпустили обновления BIOS для чипсета Z270, настроенные под Optane.

Обзор памяти Intel Optane 3D XPoint | Внешний вид

Модули памяти Optane выпускаются в стандартном одностороннем форм-факторе M.2 2280. Память 3D XPoint достаточно быстра, чтобы обеспечить высокие скорости чтения и записи на один кристалл (и, напомним, без использования DRAM). Таинственный контроллер меньше большинства SSD-контроллеров для памяти NAND и, очевидно, он был разработан специально для Optane.

На 32-гигабайтном модуле установлены два чипа 3D XPoint по 16 Гбайт каждый, а в 16-гигабайтном — один, и он имеет меньшую производительность и ёмкость для часто запрашиваемых данных.

Сверху на обе микросхемы 3D XPoint наклеена этикетка с медным основанием, призванным распределять и отводить тепло.

Обзор памяти Intel Optane 3D XPoint | Intel Rapid Storage Technology

Rapid Storage Technology (RST) можно использовать либо перед загрузкой (зажмите CTRL+I), либо непосредственно из операционной системы с графическим интерфейсом. Программа даёт доступ к технологии, которая развивалась годами, прежде чем стать мощным инструментом. RST повышает производительность накопителей и не требует изучения кодов командной строки. В RST можно конфигурировать сложные RAID-массивы и даже менять способ реагирования накопителей на запросы перехода в режим пониженного энергопотребления.

Объединить память Optane с жёстким диском можно непосредственно в графическом интерфейсе Rapid Storage Technology.

Официальная конфигурация памяти Optane не предоставляет пользователям никаких опций при установки. Это отступление от функциональности технологии Rapid Storage, вышедшей на рынок в 2011 году. Подробнее об RST мы поговорим чуть ниже.

Intel также выпустила отдельное приложение, позволяющее людям без технических знаний активировать память Optane. У этого приложения масса ограничений, что делает его менее привлекательным для продвинутых пользователей. Графическая часть драйвера Rapid Storage Technology не может быть установлена на систему. Даже без инсталляции этого ПО мы столкнулись с проблемами, когда попытались создать массив Optane с SSD и HDD. Программа работала на уже сконфигурированной системе, которая была предоставлена нам Intel, но переставала работать после дополнительного тестирования с “железом” не от Intel. Пока мы бы назвали установщик Optane Memory Desktop ранним релизом, так что рекомендуем нашим продвинутым читателям использовать вместо него интерфейс Rapid Storage Technology.

Обзор памяти Intel Optane 3D XPoint | Smart Response против Optane Memory

Технология Intel Smart Response Technology (SRT) работает в миллионах компьютеров, но большинство пользователей даже не подозревает о её существовании или потенциале. Intel представила SRT в 2011 году в 20-гигабайтном накопителе Intel SSD 311 (Larson Creek), а её модернизированная версия была реализована в 2012 году в Intel SSD 313 (Hawley Creek). Эти 20- и 24-гигабайтные накопители были разработаны для ультрабуков. Технология SRT во многом осталась незамеченной по нескольким причинам. Как в 311-й, так и в 313-й модели использовалась одноуровневая флеш-память SLC, а к 2017 году SLC NAND уже практически вышла из употребления. Ранние версии Smart Response Technology могли передавать команду TRIM на кэширующее устройство, но конструкторы Intel убрали эту возможность тогда, когда третьи SSD-производители выпустили недорогие MLC-устройства.

Непонимание Smart Response Technology было связано с неблагоприятными условиями на рынке. Когда Intel представила SRT, SSD-накопители на основе контроллера SandForce SF2281 были готовы штурмовать рынок. До снятия с производства SF2281 было выпущено более 100 миллионов накопителей на его основе. Тогда неплохо себя чувствовали Marvell, Phison и другие разработчики контроллеров. На рынке SSD был бум, привлёкший огромные инвестиции в флеш-технологию, которые сделали цены на неё доступными для геймеров и студентов с грантами на учёбу.

В то время кэширующие SSD-накопители были небольшими по объёму и медленными по сравнению с полноразмерными SSD. В течение последующих нескольких лет ёмкость потребительских SSD повышалась, а их цена снижалась. До недавнего времени. Переход на более медленную технологию TLC привёл к понижению производительности SSD, а отсроченный переход на более совершенную 3D-технологию оставил рынок с ограниченными объёмами производства, неспособными удовлетворить спрос. В результате мы получили SSD с низкой производительностью, которые стоят значительно дороже накопителей, продававшихся два года назад.

Отличный момент, чтобы вновь представить миру Smart Response, и так вышло, что на этот раз у Intel есть новая, более быстрая, чем флеш-память, технология, способная сделать SRT ещё лучше.

Пока вся индустрия фокусировалась на бюджетных SSD, в Intel занимались оптимизацией SRT. Технология кэширования проста по концепции, но сложна в реализации. Алгоритмы динамического кэширования отслеживают использование данных и определяют часто востребованные “горячие” адреса. Это может быть игра, в которую вы постоянно играете. Алгоритмы помечают игровые данные в качестве “горячих” и переводят их с медленного накопителя на быстрое кэширующее устройство. Благодаря этому ваша любимая игра теперь запускается быстрее.

Алгоритмы также реагируют на изменение поведения пользователя, например, когда вы начинаете чаще играть в другую игру, старые данные извлекаются из кэширующего устройства, а их место занимают более “горячик”. Процессы перемещения и вытеснения призваны выжать максимум из ограниченного объёма кэша и гарантировать, что там находятся только самые релевантные данные. Кэширующие алгоритмы стараются игнорировать те данные, с которыми хорошо справляются жёсткие диски, например, последовательные. Вместо них они отдают приоритет адресам с произвольным доступом.

Технология Optane улучшает работу SRT. Intel ограничила использование памяти Optane новейшими десктопными чипсетами 200-й серии и мобильными наборами логики 100-й серии. Если система отвечает требованиям к платформе, то технология Optane заполняет кэширующее устройство соответствующими данными. В результате система начинает реагировать с меньшими задержками при работе с часто используемыми приложениями и при загрузке Windows. Создаётся впечатление, что теперь программа стала лучше понимать то, что она делает, по сравнению с прошлой версией кэширующей технологии Intel.

В наших последних тестах мы выяснили, что программное обеспечение Optane лучше всего работает с жёсткими дисками. Технология Optane Memory — это нечто большее, чем просто кэширующий SSD. Бoльшая часть кэширующих решений работают на уровне блоков, но Optane Memory определённо понимает файловую систему. В ПО есть “белый список” часто запрашиваемых системных файлов Windows, которые она загружает в память ещё во время установки, поэтому вы заметите ускорение сразу после перезагрузки Windows. Аналогичная тактика прикрепления файлов из “белого списка” к кэширующему слою реализована в накопителях Seagate SSHD.

Обзор памяти Intel Optane 3D XPoint | Технология Smart Response продолжает жить

SSD-модуль Optane можно также использовать с технологией Smart Response, которая позволяет ей работать в качестве стандартного кэширующего устройства, способного ускорять SSD с протоколом NVMe, такие как Intel 600p на базе памяти типа TLC. В нашем тестировании использовалась именно такая конфигурация. Она не поддерживается Intel и не может называться Optane Memory, даже несмотря на то, что в качестве кэширующего компонента в ней используется физический модуль Optane. В этом решении применяются стандартные кэширующие алгоритмы, распознающие и перемещающие “горячие” данные, но не загружающие “белые списки”. При этом оно обходит ограничительные требования к операционной системе, чипсету, процессору и базовому накопителю.

Обзор памяти Intel Optane 3D XPoint | Продукты для сравнения

У нас не было достаточно времени перед анонсом Optane, поэтому мы не смогли протестировать все возможные конфигурации. В наших планах написать продолжение этой статьи, в которой Optane изучалась бы в более разнообразных условиях. К ним относятся система с небольшим объёмом оперативной памяти, тестирование времени автономной работы ноутбука, оснащённого RAID Option ROM (OROM), а также полный набор тестов, в которых SSD-модуль Optane устанавливался бы в качестве вторичного накопителя.

Мы использовали SSD-накопитель Intel 600p, чтобы представить, как подействует Optane на производительность бюджетного NVMe SSD, однако из-за ограничений Optane Memory, мы могли протестировать её только с RST-кэшированием. Такая конфигурация не позволяет воспользоваться всеми преимуществами новой технологии, такими как предзагрузка файлов из “белого списка” на кэширующее устройство. На рынке также есть несколько новых продуктов, лишённых DRAM, но из-за ограничений по времени мы не смогли протестировать новый Corsair Force LE 200 или какую-то другую SATA-модель без DRAM.

В качестве жёсткого диска мы использовали Seagate BarraCuda Pro 10TB — самый быстрый 3,5-дюймовый потребительский жёсткий диск. Это позволило нам осознать безбрежную пропасть по производительности между винчестером и бюджетным NVMe SSD, а также измерить ускоряющие способности памяти Optane. В следующей статье мы также протестируем систему с массовым 2,5-дюймовым мобильным жёстким дискам, чтобы охватить более скромную пользовательскую аудиторию.

Intel не единственная компания, предлагающая технологию кэширования накопителей. Когда Smart Response вышла на рынок в 2011 году, несколько других производителей также выпустили продукты, где для ускорения использовалась DRAM. Компания NVELO представила программное обеспечение Dataplex, которое, в частности, поставлялось с продуктами от Corsair, Patriot и OCZ. Позже Samsung приобрела NVELO, и сейчас Dataplex выступает в качестве ядра технологии Samsung Rapid Mode. В наших тестах приводятся результаты испытаний Samsung 850 EVO 500GB как с включённым, так и с отключённым режимом Rapid Mode.

Другие компании также выпустили кэширующие программы, использующие для повышения производительности системную память (RAM). Crucial включила эту функцию в свой пакет Storage Executive. Важно понимать, что такие технологии используют для ускорения ввода/вывода данных оперативную память, а не отдельный модуль SSD DRAM, поэтому чтобы они были эффективными, требуется обльший объём ОЗУ. Цены на оперативную память, как и на флеш-память NAND, колеблются в зависимости от спроса. В настоящее время цены как на NAND, так и на DRAM на подъёме. И это делает Optane более привлекательным решением именно сейчас, когда NAND и DRAM не столь доступны.

Обзор памяти Intel Optane 3D XPoint | Заметки о тестировании

Чтобы мы лучше представили себе целевую аудиторию, в Intel прислали нам готовую систему с установленным модулем Optane. Она состояла из процессора Core i5-7500, материнской платы на чипсете B250, 16 Гбайт оперативной памяти и жёсткого диска Western Digital ёмкостью 1 Тбайт — и никаких дискретных видеокарт. Такая простая система бесконечно далека от тех, что мы обычно используем для тестирования. Признаем, что существует внушительный разрыв между нашей обычной тестовой системой и компонентами, которые средний пользователь устанавливает в свой ПК.

Нам пришлось собрать новую тестовую платформу, поскольку Intel официально поддерживает технологию Optane Memory только на платах с чипсетами серии 200 и на некоторых ноутбучных чипсетах серии 100.

Целевая аудитория Optane — это массовый пользователь. Люди, относящиеся к этой категории, не проводят массу времени, оптимизируя настройки BIOS материнской платы, это не энтузиасты и не продвинутые пользователи. Учитывая это, мы проводили наши тесты с настройками, типичными для готовых настольных систем, поэтому некоторые данные о производительности на диаграммах так непохожи на иллюстрации из наших обычных обзоров накопителей. Мы включили C-State и другие средства энергосбережения, которые снижают реакции системы и производительность накопителей. Все тесты проводились на загрузочном диске с Windows 10 с упрощённой системой охлаждения, которая допускала бы перегрев процессора и последующий троттлинг, что вполне может происходить на массовом ПК.

В технологии Smart Response предлагается два режима кэширования: “Расширенный” (со сквозной записью) и “Максимальный” (с обратной записью). Из-за ограниченного времени мы смогли протестировать конфигурацию Intel 600p NVMe SSD/Optane только в “Расширенном режиме”. Вот как в Intel описывают эти режимы:

Расширенный режим (со сквозной записью) — это режим работы по умолчанию, в котором ускорение оптимизировано для защиты данных. В этом режиме данные одновременно записываются на SSD и HDD. В случае выхода из строя ускоряемого диска нет опасности потери данных, поскольку данные на HDD всегда синхронизированы с данными на SSD. Поскольку этот режим оптимизирован для защиты данных, общая производительность ограничена скоростью записи на HDD. При этом пара HDD и SSD может быть физически разделена без дополнительных предосторожностей по сохранности данных.

Обзор памяти Intel Optane 3D XPoint | Результаты тестирования

Обзор памяти Intel Optane 3D XPoint | Четырёхстороннее тестирование производительности

Дополнительную информацию по тестированию накопителей можно найти в статье “Как мы тестируем HDD и SSD“. Там же – см. раздел “Тестирование по четырём направлениям”.

Последовательное чтение

Прежде чем начать анализировать производительность, обратим немного внимания на продукты, присутствующие на графиках. Optane Single — это кэширующий SSD Optane, установленный в качестве вторичного тома. Такая система позволяет определить максимально возможную производительность модуля Optane. Жёсткий диск Seagate BarraCuda Pro 10TB мы используем и как одиночный накопитель, и в сочетании с SSD Optane (Optane + HDD). Это единственная официально поддерживаемая конфигурация Optane Memory с предзагруженными файлами (и любыми другими оптимизациями, содержания которых Intel не раскрывает).

SSD-накопитель Intel 600p 1TB также выступает и в качестве одиночного накопителя, и в связке с SSD Optane в роли кэширующего устройства (Optane + NVMe SSD). Такая конфигурация официально не поддерживается, однако она возможна, если модуль Optane работает как стандартное (generic) кэширующее устройство. SSD-накопитель Samsung 850 EVO 500GB использовался как с выключенным режимом ускорения, так и с включённым Rapid Mode. Samsung Rapid Mode — это бесплатное кэширующее ПО с использованием RAM, входящее в состав программного пакета Magician. Режим Rapid Mode можно использовать с несколькими моделями SSD этой компании.

Скорость последовательного чтения блоками 128 Кбайт, Мбайт/с (больше – лучше)

Скорость последовательного чтения блоками 128 Кбайт, глубина очереди=2, Мбайт/с (больше – лучше)

Повторим, что за исключением результатов Optane Single, мы проводили тесты с операционной системой, установленной на тестируемом приводе. Нам не удалось разместить и операционную систему, и набор тестового ПО на накопителе Optane ёмкостью всего 32 Гбайта. Кроме того, мы включили все снижающие производительность энергосберегающие функции C-State. Большинство простых пользователей даже не подозревают, какое огромное влияние эти настройки BIOS оказывают на производительность, но вы увидите на графиках чрезвычайно низкие показатели Intel 600p и Samsung 850 EVO на большинстве глубин очереди. Наконец, мы использовали обширный набор данных для синтетических тестов, чтобы снизить воздействие Optane на производительность системы. Если бы мы взяли меньший объём данных, то весь тестовый файл просто поместился бы в кэширующем устройства. В результатах наших тестов представлены данные о кэшированной и некэшированной производительности.

Работающий соло накопитель Optane достигает пропускной способности свыше 1400 Мбайт/с при последовательном чтении. Небольшое снижение скорости наблюдается на глубине очереди (QD), равной 1, но, скорее всего, это связано с энергосберегающими настройками Windows. Эти настройки снижают пропускную способность накопителя при лёгких нагрузках, но “откручивают вентиль” при повышении активности. Существует задержка при переключении режимов питания, а на таких скоростях каждая микросекунда отражается на результатах. Похоже, что PCI Express демонстрирует более высокую производительность в режимах пониженного энергопотребления, чем SATA.

Объединение в пару HDD и Optane даёт существенный прирост в производительности по сравнению с возможностями одиночного винчестера. Именно на работу в такой конфигурации и рассчитана Optane Memory. К нашему удивлению, производительность такой связи на высоких глубинах очереди сравнялась с показателями Samsung 850 EVO, работающего в режиме Rapid Mode, который задействует оперативную память системы. На низких глубинах очереди разница между скоростью одиночного Optane и связки HDD и Optane оказывается небольшой.

NVMe-накопитель Intel 600p в значительной степени полагается на встроенный эмулируемый SLC-буфер, используемый перед пересылкой данных в ячейки TLC. Энергосберегающие функции C-State и Windows лишают заметной доли производительности и этот накопитель с интерфейсом PCI Express. Установив Optane SSD перед Intel 600p, мы получаем существенный прирост в производительности, который будет хорошо заметен при загрузке приложений.

Последовательная запись

Скорость последовательной записи блоками 128 Кбайт, Мбайт/с (больше – лучше)

Скорость последовательной записи блоками 128 Кбайт, глубина очереди = 2, Мбайт/с (больше – лучше)

Накопитель 850 EVO в режиме Rapid Mode вырывается в лидеры теста последовательной записи. Optane в системе с жёстким диском обеспечивает повышение производительности по сравнению с обычным винчестером. При включении официального ПО нам удалось добиться лучших показателей, чем с Optane, просто пишущим последовательные данные.

Intel 600p c кэшем в расширенном режиме SRT не получает ускорения записи данных, но этого можно добиться в максимальном режиме. Позже мы отдельно изучим эту возможность.

Произвольное чтение

Произвольное чтение, IOPS (больше – лучше)

Произвольное чтение, низкая глубина очереди, IOPS (больше – лучше)

Произвольное чтение, высокая глубина очереди, IOPS (больше – лучше)

Производительность произвольного чтения — это ключевой тест для технологии Optane Memory. Сам привод способен обеспечить скорость до 71000 IOPS на глубине очереди 1. Это быстрее любого когда-либо продававшегося SSD, включая дорогие и уже недоступные продукты на основе SLC.

В тесте на произвольное чтение не имеет значения, с какого типа накопителем мы ставили в пару Optane: производительность такой связки как с винчестером, так и с SSD практически идентичная. Ситуация может измениться в случае ошибок кэширования, но в Intel проделали очень хорошую работу, создав достаточно умную систему кэширования, способную работать даже с такими огромными файлами, которые мы использовали в тесте.

Средняя латентность при произвольном чтении

Задержка при произвольном чтении (средняя), мс (ниже — лучше)

Мы часто говорим о латентности, но редко имеем возможность показать разницу между накопителями на основе флеш-памяти и жёсткими дисками. На этом графике показана средняя задержка при тесте на произвольное чтение с глубиной очереди до QD8. Единственная кривая – это жёсткий диск. Флеш-память, а теперь и Optane на базе 3D XPoint, гораздо быстрее вращающихся дисков.

Произвольная запись

Произвольная запись, IOPS (больше – лучше)

Произвольная запись, низкая глубина очереди, IOPS (больше – лучше)

Произвольная запись, высокая глубина очереди, IOPS (больше – лучше)

В режиме произвольной записи Optane превращает ваш винчестер в SSD. Кэширующее устройство просто поглощает все данные на высоких скоростях и они в конечном счёте попадут на физический жёсткий диск во время простоя без малейшего вмешательства пользователя.

Средняя латентность при произвольной записи

Задержка при произвольной записи (средняя), мс (ниже — лучше)

Кривая на графике задержки при произвольной записи — это показатели Seagate Barracuda Pro. Результаты всех флеш-накопителей и ускоренных конфигураций настолько лучше, что на графике сложно увидеть вообще какую-либо латентность.

Смешанные нагрузки – 80% последовательного чтения

Смешанные последовательные операции (80% чтения, 20% записи) блоками 128 Кбайт, Мбайт/с (больше – лучше)

Технология 3D XPoint обеспечивает невероятную производительность в смешанных операциях. Одиночный накопитель Optane демонстрирует скорость порядка 800 Мбайт/с, и этого достаточно для ускорения как винчестеров, так и твёрдотельных дисков. И самое главное, Optane способен ускорять производительность на низкой глубине очереди, что критически важно для повышения производительности системы в целом.

Смешанные нагрузки – 80% произвольного чтения

Смешанные произвольные операции (80% чтения, 20% записи) блоками 4 Кбайт, IOPS (больше – лучше)

В нашем тесте на смешанные нагрузки с произвольным доступом SSD-накопитель Optane почти достигает скорости в 100000 IOPS на глубине очереди 2. Одиночный жёсткий диск почти незаметен на этом графике, но в паре с Optane он работает как высокопроизводительный флеш-накопитель, который с лёгкостью справляется с такой нагрузкой.

Обзор памяти Intel Optane 3D XPoint | Тестирование в реальных приложениях PCMark 8

Время обслуживания

WoW, время обслуживания (меньше – лучше)

Battlefield 3, время обслуживания (меньше – лучше)

Adobe Photoshop, лёгкая нагрузка, время обслуживания (меньше – лучше)

Adobe Photoshop, тяжёлая нагрузка, время обслуживания (меньше – лучше)

Adobe InDesign, время обслуживания (меньше – лучше)

Adobe After Effects, время обслуживания (меньше – лучше)

Adobe Illustrator, время обслуживания (меньше – лучше)

Microsoft Word, время обслуживания (меньше – лучше)

Microsoft Excel, время обслуживания (меньше – лучше)

Microsoft PowerPoint, время обслуживания (меньше – лучше)

Тестирование накопителей в PCMark 8 показывает, как Optane ведёт себя в реальных приложениях. Жёсткий диск отстаёт во всех тестах, поскольку он дольше выполняет любые задачи. Все твёрдотельные накопители, включая продукты, ускоренные Optane Memory, работают гораздо быстрее, а различия между ними незначительны.

Обзор памяти Intel Optane 3D XPoint | PCMark 8 – расширенные тесты

Пропускная способность

Общая пропускная способность в зависимости от состояния диска, Мбайт/с (больше – лучше)

Жёсткий диск, ускоренный с помощью Optane, демонстрирует более значительный прирост производительности по сравнению с ускоренным SSD, однако последний показывает более высокий уровень производительности.

Одиночный SSD Optane, выступающий в роли накопителя, продемонстрировал наилучшую производительность во всей группе. Этот многообещающий показатель оставляет нас только предполагать, чего ещё могут в Intel добиться с этой новой технологией памяти.

Обзор памяти Intel Optane 3D XPoint | Тестирование системы в BAPCo SYSmark 2014 SE

Офисные приложения, рейтинг и энергопотребление, баллы/Вт*ч

Создание мультимедийного контента, баллы/Вт*ч

Анализ данных, баллы/Вт*ч

Быстрота реакции, баллы/Вт*ч

Общий рейтинг, баллы/Вт*ч

В бенчмарке BAPCo SYSmark 2014 SE используются приложения от Microsoft, Adobe и других вендоров для измерения производительности, времени отклика и энергопотребления системы в автоматическом режиме. Мы трижды прогнали каждый тест и задействовали функцию измерения энергопотребления, в которой для ведения лог-файла данных о питании используется выделенное устройство.

В этих тестах отсутствуют данные об одиночном накопителе Optane, поскольку мы не смогли установить операционную систему и необходимое программное обеспечение на 32-гигабайтный диск из-за его недостаточной ёмкости.

Как и в предыдущих тестах, жёсткий диск без ускорения намного медленнее ускоренных устройств и накопителей на основе флеш-памяти. В паре с Optane винчестер оживает и работает почти как SSD. Модуль Optane также повысил производительность и быстроту реакции системы с Intel 600p 1TB.

В этом тесте фигурируют единственные замеры энергопотребления, сделанные нами для этого обзора. Optane Memory повышает общее потребление системы, и довольно заметно. Мы ожидали такого результата, но не по очевидным причинам. Да, вы добавляете в систему ещё один компонент, который требует дополнительного питания, однако большая часть дополнительного потребления возникает из-за возросшего потока данных. Процессору, системной памяти и другим компонентом остаётся меньше времени на ожидание данных и больше времени на их обработку. Тем самым, энергопотребление возрастает, но задачи выполняются быстрее.

Обзор памяти Intel Optane 3D XPoint | Заключительный анализ

Optane Memory хороша для ускорения жёстких дисков. То же самое мы говорили об SSD-накопителях Intel 311 и 313, выпущенных в 2011 и 2012 годах. Со временем технология Smart Response стала лучше, и это не должно никого удивлять. Intel улучшает конструкцию своих продуктов почти каждый год. Так вышло, что эта модернизация совпала с выходом технологии 3D XPoint, первой новой серийной технологии памяти за последние 25 лет.

Энтузиасты и опытные пользователи вряд ли многое приобретут от установки Optane. Если в вашей системе уже стоит SSD с интерфейсом NVMe, такой как Samsung 960 Pro или даже недорогой накопитель на контроллере Phison E7, то Optane почти не повлияет на его производительность. Более того, он может даже понизить её, поскольку вы утратите возможность использовать специализированные драйверы NVMe.

Значительную часть массовых пользователей составляют геймеры, хранящие файлы на жёстком диске. Цены на SSD растут, а выбор высокопроизводительных моделей за последние два года заметно сузился. Сегодня лучший выбор — это Intel 600p 1TB, но при этом вы потратите $350 на сравнительно небольшой накопитель по сравнению с ёмкостью современных винчестеров. За те же самые деньги можно приобрести жёсткий диск на 6 Тбайт и 32-гигабайтный модуль Optane Memory. И они прослужат вам очень долго, до апгрейда видеокарты и процессора.

Как вы понимаете, у этой истории будет продолжение. Официальная поддержка начинается с чипсетов 200-й серии, но многие считают, что новая платформа не даёт достаточно поводов обновиться. Мы собрали ускоренный диск на материнской плате с чипсетом Z170, но не успели измерить его производительность. Благодаря технологии RST, память Optane также должна работать на материнских платах серии 9 с поддержкой протокола NVMe. Нам нужно время, чтобы изучить эти возможности.

Пока мы не удовлетворены объёмами тестирования Optane. Мы прогнали семь раундов тестов, каждый из которых занял от 18 до 24 часов на новой платформе. Пока мы не проводили оценку чипсета Z270 для использования в обзорах накопителей, и у нас собрана всего одна система на его основе. У нас есть две проверенных тестовых платформы, и по четыре идентичных систем на Z97 и Z87 для тестирования продуктов с интерфейсами NVMe и SATA. Обычно мы имеем возможность за неделю получить миллионы результатов, но Optane застала нас врасплох.

В условиях ограниченных возможностей, мы сочли, что было бы лучше сначала выпустить статью, сфокусировавшись на массовом пользователе. Затем мы планируем написать обзор для энтузиастов – с тестированием агрессивных настроек, оптимизаций и неофициальной поддержкой.

При тестировании с массовыми настройками, Optane Memory выступила именно так, как и рекламировалось. Мы наблюдали повышение производительности как с жёстким диском, так и с NVMe SSD начального уровня. Достоинства связки винчестера с Optane бесспорны. Эта очень сильная комбинация, и для многих она будет лучшим решением, чем SSD большого объёма.

Достоинства

• Низкая цена
• Интеллектуальное ускорение
• Работает в поддерживаемых и неподдерживаемых конфигурациях
• Реальное ускорение работы жёстких дисков

Недостатки

• Ограниченная поддержка на уровне чипсетов
• Необходима доработка программного обеспечения
• Низкая ёмкость

Вердикт

Optane Memory — это сложная тема с простым решением. Если вы построите систему с Optane, следуя всем предъявляемым требованиям, она вознаградит вас быстрым накопителем ёмкостью с ваш жёсткий диск.