Dopo aver analizzato le soluzioni Optane Memory per accelerare i computer con hard disk, torniamo a parlare di memoria 3D XPoint. Intel ci ha infatti permesso di fare un test da remoto sull'Optane SSD DC P4800X, un'unità destinata ai datacenter che mira a offrire prestazioni senza precedenti. Non siamo soliti usare questi paroloni, ma stavolta sono giustificati.
Prima di addentrarci nel test, un po' di contesto. Optane è il marchio che Intel usa e userà per tutti i prodotti basati sul 3D XPoint. Anche Micron, partner di Intel, sta lavorando su soluzioni 3D XPoint che arriveranno sul mercato con il nome QuantX. Intel e Micron hanno sviluppato 3D XPoint per oltre un decennio.
Specifiche tecniche
| Intel DC P4800X | |
|---|---|
| Capacità | 375 GB |
| Form factor | Add-In Card, HHHL |
| Interfaccia | NVMe, PCIe 3.0 x4 |
| Lettura/scrittura casuale 4K IOPS | fino a 550.000/500.000 |
| Lettura/scrittura casuale mista 4K 70/30 | fino a 500.000 IOPS |
| Resistenza | 30 DWPD - 12.3 Petabytes Written |
L'archiviazione è una forma di memoria persistente, il che significa che mantiene i dati in assenza di energia. È disponibile in forme differenti - ad esempio SSD, hard disk, nastro magnetico. Sfortunatamente la persistenza delle informazioni incide sulle prestazioni. Nel confronto con le memorie volatili esiste inoltre una grande differenza di prezzo e densità.
3D XPoint è una memoria pensata per fare da ponte tra NAND e DRAM. È molto più conveniente di una DRAM e offre maggiore densità e, allo stesso tempo, è anche più veloce della NAND e offre una maggiore resistenza. Data la persistenza e le alte prestazioni, 3D XPoint può assumere entrambi i ruoli (memoria e archiviazione), dando vita a una nuova classe di memoria.
Intel e Micron annunciarono 3D XPoint nel luglio di due anni fa, pronosticando che sarebbe arrivata entro 12-15 mesi. Le due aziende non hanno mantenuto la promessa iniziale, probabilmente a causa di problemi tecnici.
Nessuna delle due ha diffuso molte informazioni su 3D XPoint e ancora non sappiamo con precisione su quale tecnologia si basi, nonostante i prodotti stiano per arrivare sul mercato. Abbiamo indagato a fondo e pensiamo che il cuore sia un qualche tipo di memoria PCM (Phase Change Memory). Ci sono un sacco di prove a supporto di questa tesi e gran parte di queste sono racchiuse nell'articolo: 3D XPoint: guida al futuro della memoria.
I freddi numeri
Quando diciamo che Intel non sta divulgando informazioni, non stiamo esagerando. L'azienda non ci ha dato accesso al manuale del DC P4800X, quindi non conosciamo tutte le specifiche e sfaccettature dell'unità. Sappiamo che il prodotto offre una latenza di 10 microsecondi, che è una riduzione di 10 volte rispetto alla NAND. Le prestazioni in lettura/scrittura casuale 4K sono attestate a un massimo di - rispettivamente - 550.000/500.000 IOPS. In realtà, il DC P4800X offre fino a 500.000 IOPS con un carico di lettura/scrittura misto (70/30), il che lo rende senza dubbio l'SSD più veloce che abbiamo mai provato.
Il DC P4800X offre prestazioni più che sufficienti per soddisfare qualsiasi carico transazionale, gran parte dei quali coinvolgono piccole parti di dati casuali. Intel e Micron, tramite la partnership IMFT, hanno ottimizzato 3D XPoint per offrire più prestazioni possibili a basse queue depth. Si tratta di un comportamento in netto contrasto con l'abitudine dell'industria degli SSD di mettere in luce i risultati legati ai casi d'uso migliori, ossia quelli con carichi molto pesanti.
I produttori lo fanno perché le soluzioni NAND sono inerentemente parallele, quindi offrono il loro massimo potenziale solo quando sono soggette a un carico elevato, che però non sono quelli a cui un utente tradizionale le assoggetta.
Nel mondo reale, dal datacenter al vostro computer, i software generano solo carichi leggeri che raramente stressano il dispositivo d'archiviazione a sufficienza per raggiungere queue depth superiori a 4/8. Non curatevi delle specifiche a QD256 che i produttori divulgano con i loro SSD. Il DC P4800X offre prestazioni esplosive a basse queue depth, e poi enfatizza altri importanti attributi, come quality of service (QoS, Qualità di Servizio). Ce ne occuperemo nei test.
Il DC P4800X debutta come una scheda aggiuntiva da 375 GB che comunica tramite NVMe su un collegamento PCIe 3.0 x4. Il canale relativamente ridotto limita il throughput grezzo, ma offre ampio spazio per carichi casuali sensibili alla latenza. Intel ha modelli da 750 GB e 1,5 TB (sia in formato scheda che U.2) sulla propria roadmap, in arrivo nella seconda metà di quest'anno.
Il modello da 375 GB è venduto a 1520 euro; o, se volete, 4,05 dollari al GB. Certo, è molto più costoso degli SSD di classe enterprise che stanno a meno di 1,5 dollari al GB. Il rapporto prezzo-prestazioni è comunque anche più impressionante, se vogliamo. Il supporto può persino essere usato come pool di memoria supplementare della DRAM, offrendo un incredibile vantaggio sul fronte dei costi rispetto alle DIMM ad alta capacità.
Il DC P4800X usa die 3D XPoint da 128 Gb (16 GB) a 20 nanometri con tecnologia CMOS Under the Array (CuA), che aumenta la densità inserendo la circuiteria di controllo sotto l'array di archiviazione. Gli SSD usano un ASIC NVMe proprietario a sette canali che gestisce fino a quattro die per canale (o un totale di 28 die). Il modello da 375 GB garantisce fino a 30 DWPD (Drive Writes Per Day) di resistenza, cosa di cui ci occuperemo nella prossima pagina.