北京2017年5月8日電 /美通社/ -- 2017年3月，基于3D Xpoint技術(shù)的Optane（傲騰）已經(jīng)正式發(fā)布，面向消費(fèi)市場(chǎng)的Optane Memory于5月初正式開(kāi)售，入門(mén)級(jí)產(chǎn)品價(jià)格不過(guò)379元，就能改進(jìn)今天PC的架構(gòu)，解決PC較大的性能提升瓶頸問(wèn)題。
和每年一更新、每次幅度超過(guò)20%的處理器相比，同樣是PC，關(guān)鍵部件的存儲(chǔ)卻更新緩慢，甚至拖了整個(gè)系統(tǒng)性能的后腿，技術(shù)原理缺乏突破是其根本原因，如何破解這一難題，有人已經(jīng)給出了答案。
相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)，PC性能的瓶頸是內(nèi)存，它是承接所有CPU處理數(shù)據(jù)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，更大容量可以將更多的數(shù)據(jù)保持在速度較高的內(nèi)存中，之所以有這樣的需求，恰恰是因?yàn)槿萘繑?shù)千倍于內(nèi)存的外存 -- HDD性能太低，如果CPU所需數(shù)據(jù)每次都要從HDD中調(diào)取，那么再快的CPU也要有99.99%以上的時(shí)間處于等待緩慢硬盤(pán)的狀態(tài)。
HDD的緩慢，與其特殊的機(jī)械結(jié)構(gòu)和線(xiàn)性存儲(chǔ)邏輯有關(guān)，因此就有了轉(zhuǎn)速越高性能越高（單位時(shí)間經(jīng)過(guò)磁頭的數(shù)據(jù)更多）、道間與較大尋道時(shí)間差異極大（磁頭道間移動(dòng)距離不同）、碟片/磁頭數(shù)量減少抵消單碟容量增加帶來(lái)的性能改進(jìn)（性能與磁頭數(shù)×轉(zhuǎn)速×單碟容量正相關(guān)）等一系列“奇葩”現(xiàn)象。特別是原本依靠單碟容量增加可以有序地提高性能，但是在成本和功耗等多因素影響下，HDD碟片數(shù)量2（3~4個(gè)磁頭）快速縮減到1（1~2個(gè)磁頭）、轉(zhuǎn)速?gòu)暮愣?200r/min向5900r/min或可變轉(zhuǎn)速改進(jìn)，即便單碟容量艱難提升到2TB，是此前的4~5倍，而吞吐性能提升幅度不超過(guò)50%，而尋道或者在其他設(shè)備中可視作延遲的性能還有所下降，誰(shuí)來(lái)破解存儲(chǔ)性能上的矛盾？
SSD么？可以算一個(gè)已被廣泛接受的解決方案，前提是不在意成本。另外，最近在華為手機(jī)上爆出的閃存特性（接口規(guī)格）差異致其性能迥異事件，讓eMMC、UFS等生僻詞匯成為焦點(diǎn)。SSD同樣基于Flash，但是Flash的性能和耐久性上下差別超過(guò)10倍，甚于手機(jī)使用的顆粒。特別是在成本驅(qū)動(dòng)下，F(xiàn)lash廠(chǎng)商極有意愿導(dǎo)入更新的制程，而與此同時(shí)，F(xiàn)lash特殊的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致制程越高（線(xiàn)寬越?。┒途眯裕ú翆?xiě)）越差，如閃存盤(pán)廣泛使用的低耐久性TLC芯片，擦寫(xiě)次數(shù)在200~500次之間，而經(jīng)過(guò)優(yōu)化的高耐久性TLC，擦寫(xiě)次數(shù)也在2000次上下徘徊不前。
DRAM么？作為內(nèi)存，雖然性能百倍于SSD，但是成本也是百倍。而且還要使用專(zhuān)用接口，不僅系統(tǒng)配置的模塊數(shù)量有限而且容量也非常有限，換言之有錢(qián)也買(mǎi)不到。更要命的是，存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)與Flash截然不同的DRAM，作為外存使用有著致命的弱點(diǎn)，就是其掉電易失性，其數(shù)據(jù)保持100%依賴(lài)電力，而且還要以讀代存 -- 通過(guò)不間斷的周期性讀操作，給存儲(chǔ)單元充電，以保持?jǐn)?shù)據(jù)不丟失，因此它還要搭配內(nèi)存控制器使用，結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。
以上3種存儲(chǔ)技術(shù)的原理已經(jīng)穩(wěn)定數(shù)十年沒(méi)有大突破，令存儲(chǔ)性能裹足不前，而結(jié)合DRAM的速度、Flash的非易失性和HDD的低成本，是長(zhǎng)久以來(lái)科學(xué)家們尋求的突破方向。隨著英特爾公布3D Xpoint技術(shù)，成為第一種可以規(guī)模量產(chǎn)的此類(lèi)產(chǎn)品。其他技術(shù)，如FeRAM（鐵電）、MRAM（磁阻）、PRAM（相變）還是Millipede Memory（千足蟲(chóng)）、NanoRAM（碳納米管），都距離產(chǎn)品化乃至商品化還有相當(dāng)?shù)木嚯x，而基于3D Xpoint技術(shù)的Optane（傲騰）已經(jīng)在3月正式發(fā)布，面向消費(fèi)市場(chǎng)的Optane Memory于5月初正式開(kāi)售，入門(mén)級(jí)產(chǎn)品價(jià)格不過(guò)379元，就能改進(jìn)今天PC的架構(gòu)，解決PC較大的性能提升瓶頸問(wèn)題。
Optane有著卓越的性能和出色特性，其讀寫(xiě)原理類(lèi)似于DRAM，通過(guò)行、列地址交叉確定位置，而3D的立體構(gòu)造，則可將不同“位”的數(shù)據(jù)存放于不同“樓層”，地址還是一個(gè)，卻可以一次性定位獲取多個(gè)字節(jié)（依層數(shù)而定）的數(shù)據(jù)，性能和存儲(chǔ)密度都大幅度提高。由于Optane讀寫(xiě)原理有別于Flash，因此沒(méi)有令人頭疼的耐久性問(wèn)題，其壽命可與DRAM媲美，同時(shí)它還沒(méi)有DRAM的易失性，可以像Flash一樣無(wú)電長(zhǎng)期保持?jǐn)?shù)據(jù)。要說(shuō)弱點(diǎn)，Optane還是有的，目前其成本仍然高于TLC Flash，但是隨著英特爾和其合作伙伴Micron開(kāi)始規(guī)模生產(chǎn)，再加上制程提高對(duì)成本的抑制作用，容量過(guò)1TB的Optane SSD已經(jīng)在今年發(fā)布的Road Map中。在消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)上，Optane Memory的不足，則更多的是因?yàn)槭袌?chǎng)原因，即人為的刻意限制，如目前只有最新的200系列芯片組加上7代酷睿（不支持Pentium和Celeron）可以使用、容量?。?6GB、32GB）、價(jià)格略高（16GB為379元）和只開(kāi)通PCI-E 3.0 x2模式等，使用更高規(guī)格完全沒(méi)有技術(shù)障礙。
作為生力軍，Optane當(dāng)下要做的是教育市場(chǎng)，而距離占領(lǐng)市場(chǎng)還甚遠(yuǎn)。當(dāng)年SSD進(jìn)入市場(chǎng)時(shí)，DRAM和HDD都已是極為成熟的產(chǎn)品，無(wú)論是顯性的外觀特征，還是隱性的性能表現(xiàn)，初代SSD既要兼容當(dāng)時(shí)HDD的物理規(guī)格和接口，又要表現(xiàn)足夠令人記憶深刻，因此并行推出了mSATA這樣HDD難以涉足的領(lǐng)域，從而用又小又快教育了市場(chǎng)。今天Optane同樣面臨這樣的教育工作，如今的Optane，從名字、外形規(guī)格到使用方式，都太像已經(jīng)稀松平常的SSD了。改變傳統(tǒng)觀念要從專(zhuān)業(yè) -- 可發(fā)揮并認(rèn)可價(jià)值和主流 -- 改變習(xí)慣等兩個(gè)方面入手，英特爾正是使用這種方式，首先推出了面向企業(yè)級(jí)用戶(hù)的Optane SSD和面向入門(mén)級(jí)消費(fèi)用戶(hù)的Optane Memory，前者主打大容量、高性能、低延時(shí)，后者解決存儲(chǔ)瓶頸的實(shí)際問(wèn)題。
雖然同為半導(dǎo)體+HDD的雙硬盤(pán)組合，但是早早入市的SSD為HDD做Cache實(shí)現(xiàn)全盤(pán)加速的解決方案如今已被束之高閣，F(xiàn)lash較高的延遲、難以滿(mǎn)足超高頻度讀寫(xiě)的耐久性問(wèn)題、全盤(pán)加速性能遜色于單SSD的現(xiàn)實(shí)以及全盤(pán)加速模式設(shè)置的復(fù)雜性，都令用戶(hù)更傾向于將SSD和HDD分開(kāi)使用，這也極大地影響了跨盤(pán)使用的性能體驗(yàn)。Optane技術(shù)原理的不同，讓用戶(hù)完全不用擔(dān)心延遲、耐久性和性能損失問(wèn)題，再加上英特爾專(zhuān)門(mén)為Optane Memory推出了新版RST（Rapid Storage Technology，快速存儲(chǔ)技術(shù)）軟件，確認(rèn)開(kāi)啟加速系統(tǒng)自動(dòng)完成設(shè)置，使其可用性、易用性大大提升。加速完成后，Optane Memory和HDD邏輯上將合并為單一驅(qū)動(dòng)器，因此也不會(huì)對(duì)系統(tǒng)管理和用戶(hù)使用習(xí)慣造成任何影響，全HDD容量可實(shí)現(xiàn)如Optane Memory性能的加速表現(xiàn)，可謂PC性能提升的神油。
相信有著這樣的實(shí)際表現(xiàn)，Optane將很快普及到對(duì)性能和容量有著同時(shí)要求的領(lǐng)域，最先的收益者是還占市場(chǎng)份額85%以上的單HDD配置的臺(tái)式電腦用戶(hù)。對(duì)他們來(lái)說(shuō)，比主機(jī)平均價(jià)格再額外投資10%，所得到的卻是過(guò)去的解決方案多投資100%也做不到的。從這點(diǎn)來(lái)說(shuō)，Optane對(duì)PC架構(gòu)改進(jìn)的推動(dòng)力是空前巨大的。
很快，Optane將進(jìn)一步拓展其應(yīng)用領(lǐng)域，除了臺(tái)式電腦及其延伸的一體電腦、NUC等細(xì)分領(lǐng)域產(chǎn)品外，筆記本電腦及老平臺(tái)也將有可能收益與它。不過(guò)，這還是要看英特爾推進(jìn)Optane有多迫切，這是個(gè)市場(chǎng)問(wèn)題。
