傲腾(Optane)是Intel在存储器方面的重量级产品。其采用3D Xpoint存储非易失介质来存储数据。3D Xpoint的一大特点就是延迟更加接近SDRAM,而寿命方面大大高于NAND Flash,而容量密度则介于SDRAM和NAND Flash之间。这种特性决定了傲腾天生就是在SDRAM和Flash甚至HDD之间做缓存的好料。
目前傲腾一共三种形态,分别是U.2接口的闪存盘、标准PCIE接口的闪存卡、DIMM接口的内存条。DIMM形态的产支持3种应用模式,一种是RAM Disk模式,通过内核中特殊的Block Driver将该内存空间虚拟成一个块设备来使用;另一种是应用自定义的APP Direct模式,该模式下,应用程序需要主动将傲腾的内存地址映射到自身地址空间中使用,目前libpmem库已经提供了完善的接口;另一种则是透明内存模式,通过一些启动之前的虚拟化方式,给应用呈现一个由SDRAM和傲腾容量整合之后的大内存空间,对应用完全透明,而由虚拟化底层负责冷热数据在SDRAM和Optane之间的迁移。
延迟墙问题值得重视
实际上,最让傲腾引以为傲的地方,应该是它极低的处理延迟。凭借相变存储在物理上天生的远高于NAND Cell的相应速度,即便是上层只发送一笔I/O请求(Queue Depth=1)的时候,其体现出来的IOPS也非常高。
相对而言,NAND Flash只有在高队列深度的情况下才能达到较高的吞吐量,因为NAND Flash延迟较高,为了获得较高IOPS,Flash SSD内部必须采用多通道、多颗粒、多Plane并发方式来获取高吞吐量。而对于原本就低并发的应用而言,傲腾显然可以更加高效的提升业务性能。
傲腾的性能如此给力,但是容量方面目前还赶不上NAND Flash,目前3D堆叠的TLC闪存盘容量最高已经可达十几TB。而成本更低一些的QLC闪存则可以将容量密度再次提升。从去年开始,QLC技术就开始被广为人知,不过一直没有出现使用QLC闪存的企业级NVMe SSD。 现在,Intel终于发布了D5-P4320、D5-P4326 和 D5-P4420三款基于QLC闪存的企业级NVMe固态盘。英特尔® QLC 技术运用了当前的 3D NAND 和久经考验的 64 层结构,并为每单元增加了一个额外比特,可提供 4 位/单元 (QLC),这使它成为世界上密度最高的闪存。此外,此技术还使用了浮置栅极单元,因为这种单元是一种可靠、低成本的存储方法。最后,英特尔® QLC 技术与 PCIe- (NVMe) 技术配合运用,可提供比 SATA 接口高出 4 倍的性能优势。 看一下D5-P4420 QLC固态盘的指标,随机读性能427K IOPS,作为一个基于QLC介质的产品,这个性能还是不错的。5.6PB的随机写耐久度,按照目前经验,主流场景都可以支撑下来。H10采用 x4 PCIe 3.0 链路,内部包含一个NAND (Silicon Motion SM2263) 控制器以及一个傲腾 (Intel的SLL3D)控制器。每个控制器连接到 PCIe 3.0 x2 链路上。
扩展阅读
《大话计算机》序言⑦ by @去流浪
博主简介:冬瓜哥,《大话计算机》与《大话存储 终极版》、《大话存储 后传》图书作者。多项技术专利发明人。
现任某半导体公司高级资深架构师。
大话计算机 大话存储
长按扫码可关注