英特尔“硬盘内存一体化”首款产品正式发布，读写速度超千倍，存储密度扩充十倍

日前，英特尔正式宣布推出旗下Optane闪腾品牌的首款产品——Intel Optane SSD DC P4800X，首发容量是375GB，PCI-E 3.0 x4扩展卡样式，支持NVMe，售价1520美元（约合人民币1万元），折合4美元/GB。Intel承诺，将在第二季度发布U.2样式的375GB容量以及PCIe扩展卡的750GB款式，到了下半年会再推出1.5TB的版本。

其实从几年前开始，伴随着“硬盘内存一体化”概念的升温，英特尔就已经加强了对于这项技术的摸索。

在 2015 年第一次对外公布3D XPoint非易失性存储技术时，英特尔声称，它结合了DRAM内存的高速度与NAND闪存的可靠性两大优势，将比NAND闪速快1000倍，存储密度是DRAM的10倍，寿命更是比NAND闪存高出1000倍。

在早期产品都还没有发布的时候，这一切描述显得有些夸张，但如今随着产品的推出，也都证明英特尔口口声声的“高性能”并非虚言。

有意思的是，此次发布的P4800X固态硬盘的初始规格早在2月份的时候就被泄露了出来。总结下来就是该产品是定位于企业数据库，适用于具有高读/写需求且要求低延时的应用。

尽管2400MB/s的读取和2000MB/s的写入成绩在某些好的NAND闪存面前有些逊色，但P4800X最大的特点就是可以维持较高I/O负载的能力。

通常情况下，SSD制造商会引用的一个技术指标就是——每秒进行读写操作的次数，但需要注意的是这些图形生成队列的深度通常为32。也就是说，驱动器总是保持32个未完成的操作以应对所收到大量的读/写请求（取决于测量什么），利用这些深层队列，NAND闪存SSD可以实现3-400000 IOPS。

P4800X的读写速率分别可以达到550000 IOPS和500000 IOPS。英特尔特别强调，即使在低队列深度，比如在16时，也能实现这一速率。他们还称，队列深度大约为8时是现在可以保证该速率的最低深度。

此外，英特尔还表示，即使在高负载下，每个I/O操作的延迟率仍然很低。当队列深度为1时， 99.999％的操作的读或写延迟分别低于60或100微秒，当队列深度为16时，延时增长到150或200微秒。在类似负载下，英特尔的P3700 NAND SSD只能保证 99％的操作延迟低于约2800微秒。

同样，在持续写入的负载下，P4800X的读取延迟仍可以保持在较低水平。而相同情况下，P3700 NAND的读取延迟将随着写入带宽的增加而不断增加。

这一性能使Optane驱动器非常适用于像缓存这样的应用方向。

但是，英特尔的目标却远不止于此。3D XPoint是字节可寻址的，也就是说，每个单独的字节都可以被重写，这也使得它与NAND闪存不同。NAND通常被分配到大小为512、2048或4096字节的页面。

然后，这些页面被排列成区域，每一区域通常为16、128、256或512千字节。读取和写入操作以页面粒度进行，但每个页面只能写入一次。如果想再次写入，它必须首先被擦除，并且擦除不是以页面粒度而是以区域粒度进行。而使用3D XPoint时，读取和写入可以在单个字节上进行。

与闪存反复擦除会产生物理磨损不同，3D XPoint的写入是无损的，这使得其与同等密度的NAND相比具有更长的寿命。英特尔称，Optane固态硬盘每天可以写入30次，与之相比，传统的产品通常只能写入0.5-10次。

低延迟和寿命长的特点使得Optane非常适合缓存和数据库服务器等方面的应用。而且，英特尔利用这两个属性开发出了一种叫做“内存驱动技术”的功能，这意味着P4800X不仅可以被用作普通的固态硬盘，它还可以搭配适当的芯片组和处理器来起到RAM的作用。

这也使得Optane在延迟和带宽都比DRAM差的情况下，依然可以凭借高密度和低价格取得一定的市场。

实际上，内存驱动技术是将常规的DRAM与SSD结合在一起，用以存储易丢失的临时信息。当然，这会比使用同等规格的DRAM稍慢一些，但是其成本明显是更低，并在功耗方面也表现的不错。

除此以外，这种技术最大的好处是大大增加了服务器中物理内存的数量：2插槽的Xeon系统只能容纳3TB的RAM，却可以有24TB的Optane，4插槽的系统支持12TB的RAM，但对于Optane来讲却是48TB，这种转变也是市场对于高容量内存巨大需求推动的结果。