Optane P4800X比闪存写快3倍，杀手应用在哪里？
春节前我写的《当3DXPoint遇上SAPHANA：机遇与挑战》只能算是展望未来，因为那样的应用要等下一代Xeon平台，并且是未来DIMM内存插槽形态的3D XPoint存储器。
估计许多朋友看到了最近的新闻，Intel Optane SSD DC P4800X——即针对数据中心3D XPoint固态盘的资料已经被放出来，距离正式发布应该不远了。
上面这个发布会展示的产品图片，是面向消费级市场的M.2接口“闪腾”，根据之前泄露出来的资料可能是Optane Memory 8000p系列，只有16/32GB的容量。我在本文中要讨论的显然是P4800X，虽然还没看到实物图，但技术规格已经比较详细了。
对比闪存：3D XPoint写IOPS、延时优势明显
根据这份资料，首批Optane P4800X只有375GB PCIe 3.0 x4（NVMe）扩展卡一种外形，有点像早期的SLCSSD。没有U.2（SFF-8630）2.5英寸的形态，显然不是18W功耗的限制，也许热插拔、双端口的支持还没有研发成熟吧。
最大的亮点还是性能：55万随机读IOPS不算啥，而50万随机写（应该是4KB稳态）就比较出众了，大致相当于3块写密集型NAND闪存的PCIe/NVMe SSD；典型读/写延时都小于10μs，与《从技术到应用：揭开3DXPoint Memory迷雾》中的资料（即之前宣传）基本一致，关于这点稍后我再与现在的SSD比较。
平均无故障时间（MTBF）100万小时并不算长，因为现在的企业级HDD硬盘都超出这一水平，SSD也是如此。我觉得毕竟是第一代产品，3D XPoint SCM介质和控制器等方面经历的考验还不够，所以故障率可能会略高。
除了性能之外，我最关心的就是写入寿命。P4800X的30 DWPD并没有与NAND闪存拉开差距，因为现在的SLC和写密集型MLC SSD通过调高OP（超量配置）都有能达到25DWPD的型号。与DRAM内存相比，差的可不只一个数量级。
简单总结一句话：Optane P4800X写速度更快，但不见得更耐写。
下面我们来对比下目前定位高端的Intel SSD DC P3700。
物理尺寸就不讨论了，先看容量点——最大2TB。如果换成读密集型SSD，现在15.36TB乃至32TB都快出来了吧。
在容量的基础上，10 DWPD的P3700最大写入限制反而高达36.5PB，拿容量换寿命也是一种办法哦。
Intel P3700随机读IOPS 46万比P4800X落后没多少，而写入只有17.5万。这里列出20μs的延时不要太当真，因为是顺序（Seq）读写，有写缓存和预读的效果。真正裸NAND闪存介质的性能可以参考下面的图：
优化前的闪存和3D XPoint的前身PCM
这才是保守（真实）的NAND闪存。以ONFI 2.x 接口的Micron 512Gb MLC为例，物理块大小8800KB，页面即最小I/O单位16KB，读延时115μs，页面编程即写延时1600μs（1.6ms），而块擦除需要3ms。
我们知道存有数据的闪存如果要重复写入需要先擦除，即P/E Cycle的过程。可以说闪存控制器和SSD厂商做了大量工作，我们才能用到实际读/写延时100μs左右的产品，至于比这个低的，我只能说DRAM缓存了。
上图曾在《从技术到应用：揭开3D XPoint Memory迷雾》一文中列出过
相比之下，3D XPoint显然要比早期的PCM（相变内存）进步很多，尽管10μs里面可能也有缓存的效果，但好歹比NAND闪存经过写Cache后的20-3xμs要好不少。而且关键是稳定的低延时，当然这个可能还要看真正产品出来之后的测试报告。
展望：ServerSAN、数据库还用不上这么快？
最后要谈应用了。由于只有AIC扩展卡的形态，暂时主要适用于服务器；还有个别存储控制器上可以插PCIe SSD做读缓存（如：NetApp FlashCache），但好像换3D XPoint的意义太大。
前面也说了，一个P4800X可以顶3个P3700 SSD的随机写性能，并且延时低。我能想到的用途，包括分布式存储（ServerSAN）的写缓存层（Journal），还有数据库日志等。
在《另类VSAN选型、下一代3DXPoint分层架构》一文中，我就列出过VMware透露未来支持Intel Opteron的证据。当然硬件更快的同时，软件栈也要进一步优化才能充分发挥性能，一个对应的例子就是Ceph。
在《IDF16：解读Ceph百万IOPS测试及优化》里面我也介绍了Ceph的随机写效率，当时只能发挥出每节点上一个P3700 SSD日志盘的60%。考虑到Ceph随机写的协议栈太长以及CPU消耗，在进一步的优化和BlueStore应用之前，上3D XPoint的意义也不大。
根据Ceph OSD（FileStore）软件部分延时分析，在一个写操作过程中的PG锁就会消耗总共17ms中的10ms。
至于数据库应用，如果Optane P4800X不能放在共享存储中，还有像Exadata存储节点那样的位置。3D XPoint感觉很适合Redo log，不过在《数据库&存储：互相最想知道的事》里面我们讨论过EMC XtremIO和PCIe SSD这些闪存设备已经表现很好了。不知Optane P4800X的价格会比P3700贵出多少？
关键的X因素
尽管3D XPoint设计的远景目标是抢内存市场，但是在近期，成本可能才是关系它发展的一个重要因素。
最后，我列出消费级的Optane 8800p基础规格，如果不考虑如此小的容量，这个性能并不算出众。而我想没有做更大也是受价格限制吧。
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