Az Intel 3D Xpoint technológiája egy meglehetősen ígéretes megoldásnak tűnik, legalábbis az eddig napvilágot látott információk alapján. A technológia köré épülő első SSD meghajtók érkezésére elég sokat kellett várni, de ma végre elérhetővé vált az első 3D Xpoint alapú SSD, amely elsősorban az adattároló központokat célozza.

A hardver

Az Intel Optane SSD DC P4800X típusjelzéssel ellátott terméke egy igazán különleges SSD, amely félmagas PCIe 3.0 x4-es bővítőkártya, valamint 15 milliméter magas 2,5 hüvelykes U.2-es meghajtó formájában lesz elérhető. Az új meghajtó alapját egy Intel gyártmányú vezérlő adja, ami összesen hét csatornán keresztül kapcsolódik a 3D Xpoint memóriachipekhez, amelyek adatátviteli sávszélesség, késleltetés és strapabíróság terén a NAND Flash és a DRAM között helyezkednek el.

A vezérlő csatornánként négy, vagyis összesen 28 darab 3D Xpoint lapkát szolgál ki, egy-egy lapka pedig 20 nm-es csíkszélességgel készül és 128 Gb-es kapacitással bír. A meghajtó nyers adattároló kapacitása 448 GB, de bizonyos feladatok elvégzéséhez, illetve a hibás cellák pótlásához extra tárhelyre van szükség, így a termék csak 375 GB-nyi használható adattároló kapacitást nyújt.

Az adattár igen-igen strapabíró, hiszen napi szinten 30 teleírást visel el élettartama során.

A 3D Xpoint előnyei

A 3D Xpoint alapú memóriachipek alacsony ellenállású és alacsony kapacitanciájú összekötőkkel rendelkeznek, így a kapcsolási sebesség ezerszer gyorsabb, mint a NAND Flash memóriachipek esetében, ami alacsonyabb késleltetést és sokkal nagyobb teljesítményt eredményez. A 3D Xpoint adatstruktúrája is sokkal finomabb felépítéssel bír, mint egy NAND Flash memóriachipé, hiszen míg utóbbiaknál néhány KB-os lapokon foglal helyet az adat, addig a 3D Xpoint bit-szintű hozzáférést biztosít, hasonlóan a DRAM-hoz.

A 3D Xpoint ugyanakkor a DRAM-hoz képest tízszer nagyobb adatsűrűséggel rendelkezhet, vagyis NAND szintű kapacitást kínálhat, viszont a NAND Flash lapkáknál mintegy ezerszer strapabíróbb és hozzájuk hasonlóan nem-illékony, vagyis a tápellátás megszűnése esetén is megőrzi az adatokat – nem úgy, mint a DRAM.

Sebesség és késleltetés

A 3D Xpoint technológia jóvoltából a tipikus írási és olvasási késleltetés 10 mikroszekundum alatt maradhat, ami igen komoly előrelépés, hiszen a mai leggyorsabb SSD-k esetében néhányszor 10 mikroszekundumra tehető ez az érték – a PCIe és az NVMe tranzakciós overhead-je minimum 4 mikroszekundum körüli értéket képvisel. Ennél is impresszívebb az a tulajdonság, hogy a késleltetés még a legkevésbé sem ideális körülmények esetén sem növekszik jelentősebb mértékben, hiszen QD1 szint esetén is 30 mikroszekundum alatti késleltetés mérhető, és ez akkor sem romlik, ha a meghajtó ezzel egy időben 2 GB/s körüli sávszélességgel kapja a hosszabb időtartamon át tartó véletlenszerű írási terhelést.

Amennyiben QD16-os véletlenszerű írási terhelés mutatkozik, a késleltetés akkor sem emelkedik 200 mikroszekundum fölé, azaz a P4800X alacsonyabb QD szinteken is képes közel maximális sebességet nyújtani, szemben a NAND Flash alapú SSD meghajtókkal, amelyeknél a maximális teljesítmény eléréséhez rendszerint 32-es, vagy még ennél is magasabb QD szint szükséges.

Ide kapcsolódik, hogy 4KB-os blokkmérettel zajló QD16-os véletlenszerű olvasási feladat alkalmával egyetlen másodperc leforgása alatt akár 550 000 I/O művelet végrehajtására is képes a termék. Ráadásul már egyetlen 4K-s olvasási feladat alkalmával is kihasználja a vezérlő mind a hét csatornát, szemben a hagyományos SSD meghajtókkal, ahol egy ilyen feladat egy csatornára korlátozódik.

3D Xpoint kettős szerepkörben: szupergyors adattár és gyorsítótár vagy rendszermemória-bővítő egység

A 3D Xpoint alapú Intel Optane SSD szükség esetén a rendszermemória hatékony kibővítésére is használható lesz, ehhez azonban egy fizetős köztes szoftverre, az Intel Memory Drive-ra lesz szükség. A rendszermemória-bővítő szerepkör kiválóan passzol a 3D Xpoint alapú SSD-hez, hiszen a termék alacsony késleltetéssel dolgozik, adatstruktúra terén pedig hasonlít a DRAM modulokra, már ami a címzés finomságát illeti.

Az Intel Xeon alapú rendszerekhez készített Memory Drive Technology jóvoltából alaposan felgyorsítható egy-egy szerver. Remek példa erre, hogy a mélytanulásnál tapasztalható terhelésformákkal operáló GEMM alatt az a szerver, amely csak 768 GB-nyi rendszermemóriát tartalmazott, 2322 GFLOP/s teljesítményre volt képes, míg 128 GB-nyi DRAM és 1,5 TB-nyi P800X SSD segítségével 2605 GFLOP/s-os számítási teljesítmény elérésére volt képes, olcsóbban.

A Memory Drive Technology akkor is jól jöhet, ha nagymennyiségű adattal kell dolgozni, amit az aktuális rendszermemória-mennyiséggel nem lehet megoldani. Az Intel példája szerint egy kétprocesszoros Xeon szerver DRAM alapon 3 TB-nyi gyorsítótár-terület elérésére képes, míg a rendszermemória, a Memory Drive és az Optane P4800X SSD-k kombinációjával akár 24 TB-nyi memória-sebességosztályú tárterületre is szert lehet tenni. Négyprocesszoros szerver esetén már 48 TB-nyi gyorsítótár is használható lehet. Az persze még nem derült ki, hogy a példában szereplő 1,5 TB-os Optane SSD-k mennyibe kerülnek, de ha 4 dollár/GB szintű megoldások lesznek, mint a most bemutatott 375 GB-os példány, akkor viszonylag költséghatékonyan lehet majd olyan CPU-közeli gyorsítótárat létrehozni, ami jelenleg pusztán rendszermemóriával nem megoldható.

Az Intel DC P4800X SSD meghajtója mától elérhető a partnerek számára, ára pedig 1520 dollár, de ha a Memory Drive Technology nevű köztes szoftverre is szükség van, akkor 1951 dollár kell előkészíteni. Később 750 GB-os és 1,5 TB-os példányok is megjelennek: előbbi még a második negyedévben, míg utóbbi majd csak az év második felében teszi tiszteletét a piacon. A 375 GB-os modell eső szériája 3 év jótállással kerül forgalomba, de később, ahogy a nagyobb példányok is megjelennek, 5 évre emelkedik a jótállás.