Intel s Micronem už před nějakou dobou představil paměti 3D Xpoint, které se objeví v prvních produktech příští rok. Co nabídnou v reálných podmínkách?
Před několika měsíci uvedl Intel ve spolupráci s Micronem vlastní formu „revolučních“ pamětí, které mají podobně jednoduchou konstrukci jako dosud neuvedené memristory od HP. V jednoduchosti se ale ukrývá velký potenciál – tisíckrát vyšší rychlosti než NAND flash, tisíckrát vyšší výdrž a další spousta výhod oproti stávající kombinaci pamětí NAND a DRAM.
Zatímco při představení Intel popsal především samotnou technologii a teoretické vlastni, nyní jsou k dispozici podrobnější informace o prvních produktech, které budou postavené právě na pamětech 3D Xpoint.
Parametry technologie Intel 3D Xpoint
- Nevolatilní paměť (udrží data bez napájení)
- První verze s kapacitou 16 GB na čip (20 nm)
- 1 000× rychlejší než NAND flash
- 1 000× větší výdrž buněk než u NAND flash
- 10× větší kapacita než u operačních pamětí
- Podobná rychlost jako u DRAM (odezva v nanosekundách)
- Cena za bit mezi DRAM a NAND
3D Xpoint jako SSD nebo 6TB operační paměť
Šéf Intelu Brian Krzanich na konferenci OpenWorld upřesnil, co vše přinesou nové paměti 3D Xpoint pro datacentra a pokročilé servery. První produkty s označením Optane a DIMM budou v prodeji již v roce 2016 a budou k dispozici v rámci dvou hlavních formátech.
3D Xpoint je zcela nový druh pamětí, který může změnit trh i počítačové architektury
Intel už má tradiční formu SSD s paměťmi 3D Xpoint, které využívají rychlého rozhraní NVMe. Jak si později ukážeme, tato forma už je funkční a lze ji čekat možná už začátkem příštího roku.
Druhá forma bude určena pro sloty DIMM, do kterých se běžně dávají pouze operační paměti DDR3 nebo DDR4. Intel má zatím pouze mechanický prototyp, přičemž funkční verze k testování by měla být hotová do konce tohoto roku.
Detail mechanického prototypu Intel DIMM založený na čipech 3D Xpoint. Paměti budou mít integrované hardwarové šifrování dat, podobně jako SSD
Dle tvrzení umožní řešení pro sloty DIMM ve dvousocketovém serveru mít k dispozici až 6 TB adresovatelné operační pamětí. Tak neuvěřitelná kapacita v malém serveru znamená, že takřka zcela zmizí nutnost načítat data z pomalejší paměti a většinu z nich bude možné mít neustále v rychlé operační paměti. Samozřejmě 3D Xpoint nemá tak nízkou odezvu jako standardní operační paměť, ale blíží se k ní a navíc data uchovává i bez napájení, takže mizí obavy z výpadku elektřiny a ztráty dat. Vše zůstane uložené podobně jako u SSD.
Ukázka běžného serveru, na kterém běžely testovací aplikace Oraclu
Jakou revoluci způsobí 3D Xpoint v takovém formátu, snad ani není nutné dodávat. Kapacity SSD v rámci operační paměti zajistí extrémně jednoduché škálování a zpracování obrovského množství dat i v relativně malých a úsporných serverech. Efektivita datacenter se tak dostane na novou úroveň a to platí i u výkonu a dodávání dat koncovým uživatelům. Ve výsledku to znamená výkonnější a dostupnější systémy využívající databáze, pro koncové uživatele rychlejší zpracování příkazu, nižší odezvy při načítání stránek a obsahu.
Až 8x vyšší výkon v reálných testech
Při prezentaci ukázal šéf Intelu i reálný běžící test založený na softwaru Oraclu. Jednalo se o test Optane ve formátu SSD, který byl porovnán s výkonným NVMe SSD Intel DC P3700. Jen pro srovnání, tento model má rychlost čtení 2,7 GB/s, rychlost zápisu 1 GB/s a v případě náhodného čtení a zápisu zvládne 450 000/75 000 IOPS.
Porovnání výkonu mezi Intel SSD DC P3700 a Intel Optane SSD, oba využívají rozhraní NVMe
Srovnání výkonu proběhlo ve dvou různých testech, v prvních případě dosáhl prototyp Optane SSD kolem 4,5× vyšší hodnoty IOPS a 6,5× nižší odezvy, ve druhém případě pak šlo o 7× vyšší výkon dle IOPS a 8× nižší odezvu. Pokud bychom to chtěli přepočítat na teoretická čísla, znamenalo by to, že Intel Optane SSD nabídnou teoreticky kolem tří milionů IOPS, ale vzhledem k tomu, že nevíme o jaké testy šlo, můžeme o této hodnotě jen spekulovat.
Ceny a kapacity?
Zatím stále zbývá dost neznámých, které se ale určitě dozvíme s blížícím se představením finálních produktů. Intel prozradil i důležité informace o formátu pro sloty DIMM. Řešení na bázi pamětí 3D Xpoint nabídne až 4× vyšší kapacity s poloviční cenou, než u stávajících operačních pamětí DDR. Při srovnání se serverovými paměťmi DDR4 s frekvencí 2 133 MHz a kapacitou 32 GB, které stojí kolem deseti tisíc korun s daní, tak můžeme přibližně čekat cenu kolem pěti tisíc korun za 32 GB kapacity v rámci verze pro sloty dimm.
To sice není tak velký rozdíl, ale nesmíme zapomínat, že hlavní výhodou je dostupná kapacity a nevolatilní druh pamětí 3D Xpoint. V první generaci budou moduly dimm i Optane SSD používat 128Gb čipy - jeden malý čip bude mít kapacitu 16 GB. To znamená možnost stovek gigabajtů i v rámci jediného modulu do slotu dimm. 512GB modul by mohl teoreticky stát kolem 80 000 Kč.
Intel bude první generaci vyrábět pomocí 20nm technologie a vzhledem k uložení buněk v několika vrstvách lze čekat velmi rychlý posun v oblasti kapacity jako u pamětí NAND flash. I když se nová generace pamětí objeví nejdříve v serverové oblasti, už se nemůžeme dočkat, až se technologie 3D Xpoint dostane i do koncových produktů jako jsou mobilní telefony, notebooky a podobně. Na to si ale budeme muset ještě počkat.
Video
Na celou prezentaci se můžete podívat ze záznamu:
