3D Xpoint a Intel Optane = pekelně rychlé paměti

Technologie 3D Xpoint využívá jinou paměťovou architekturu, než dosavadní typy pamětí. Základem je tzv. technologie fázové změny (phase-change memory) a architektura křížových bodů (cross-point architecture). Zcela chybí jakékoli tranzistory.

Nová generace paměťových nosičů vznikla na základě mnoha let výzkumů a vývoje a je odpovědí na požadavek nevolatilní (data zůstanou uchována i při ztrátě napájení, na rozdíl např. od RAM), výkonné, odolné a vysokokapacitní paměti za dostupnou cenu. Jde o zcela novou třídu paměti, jež výrazně snižuje latenci a umožňuje uložení velkého množství dat v blízkosti procesoru. Zároveň odpadá i zpomalení při postupném zaplňování dostupného diskového prostoru.

Architektura křížových bodů vytváří trojrozměrnou strukturu, na níž jsou paměťové buňky situovány do průsečíku řádků, což umožňuje individuální přístup k jednotlivým buňkám. V důsledku toho lze data zapisovat i číst v malých objemech, což vede k rychlejšímu a efektivnějšímu procesu zápisu a čtení. V křížové struktuře relé spojují vertikální vodiče 128 miliard paměťových buněk, z nichž každá uchovává jednu část dat. Tato kompaktní struktura má za výsledek vysoký výkon a hustotu. Paměťové buňky jsou přitom rozmístěny v několika vrstvách s tím, že v budoucnu by mělo být možné počet paměťových vrstev dále zvětšovat.

Intel Optane

Na nevolatilních pamětech 3D XPoint staví také technologie Intel Optane, která v kombinaci s pokročilým paměťovým ovladačem a hardwarovým a softwarovým rozhraním otevřela značných výkonnostní potenciál v mnoha zařízeních od paměťových modulů pro cachování operačního systémů a pamětí, přes úložiště pro běžná koncová zařízení až po servery a další specifické prvky IT výbavy. Výhodou pamětí Intel Optane by měla být ve srovnání s běžnými flash technologiemi také výrazně vyšší životnost paměťových buněk, která umožní dosáhnout výrazně vyššího počtu přepsání jednotlivých bloků. V této hodnotě by se měla technologie Intel Optane blížit pamětím typu DRAM. Například u modelu 900P Intel udává životnost až 5,11 PB zapsaných dat, u modelů řady P4800X pro datová centra je to pak až 30 kompletních přepsání denně.

Intel Optane Memory

Jako první se na trh dostaly paměťové moduly Intel Optane Memory v provedení 80mm karty M.2 s rozhraním PCIe NVME 3.0. Tyto moduly jsou dostupné v kapacitách 16 a 32 GB a neslouží jako plnohodnotná úložiště, ale jako chytrá cache paměť, která má za úkol zvýšit výkon a snížit dobu odezvy zařízeních, do kterých jsou osazena, typicky tedy hlavně jednodušší serverů, pracovních stanic a stolních počítačů orientovaných na co nejvyšší výkon.

Podle slov Intelu se zrychlení v případě systémů s klasickými plotnovými disky pohybuje v řádu desítek procent. Použití je však omezeno pouze na sestavy s procesory Intel Kaby Lake a novějšími, základní desku s čipsetem Intel 200 a OS Windows 10. Výkon pak činí až 240 000 IPS při náhodném čtení, 65 000 IOPS při náhodném zápisu při rychlostech 1 350 MB/s při čtení a 290 MB/s při zápisu.

Intel Optane 900P

Za pomyslnou střední třídu v nabídce produktů společnosti Intel založených na technologii 3D Xpoint lze označit SSD Intel Optane 900P, které je zároveň prvním klasickým klientským SSD svého druhu v portfoliu výrobce. Disky jsou dostupné v 2,5“ provedení (s rozhraním U.2, PCIe NVMe 3.0 x4) i v provedení přídavné karty (PCIe NVMe 3.0 x4), nabízejí kapacitu až 480 GB a jsou vhodné pro stolní počítače a pracovní stanice. Podle Intelu jsou ve vybraných disciplínách až čtyřikrát rychlejší ve srovnání s disky založenými na čipech typu NAND. Výkonem jsou vhodné pro náročné činnosti včetně renderování 3D scén, komplexní simulace, hraní graficky propracovaných her apod. Rychlost přenosu dat činí při sekvenčním zápisu asi 2 000 MB/s, při čtení pak až 2 500 MB/s.

Intel DC P4800X

V nejvyšší třídě, tedy v kategorii hardwaru pro servery a datová centra, Intel nabízí SSD řady DC P4800X. Díky svým vlastnostem lze SSD použít jako cache, i jako úložiště. Tato SSD jsou dnes dostupná v 2,5“ provedení s rozhraním PCIe 3.0 x4 a low-profile U.2 s rozhraním NVMe v kapacitách 375 a 750 GB. Typická odezva je pod 10 mikrosekund a jejich výkon činí až 550 000 IOPS. Propustnost se pohybuje kolem 2 GB/s.