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)市場的Optane Memory于5月初正式開售，入門級產(chǎn)品價格不過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題。
和每年一更新、每次幅度超過20%的處理器相比，同樣是PC，關(guān)鍵部件的存儲卻更新緩慢，甚至拖了整個系統(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)長時間以來，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，恰恰是因為容量數(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%以上的時間處于等待緩慢硬盤的狀態(tài)。
HDD的緩慢，與其特殊的機(jī)械結(jié)構(gòu)和線性存儲邏輯有關(guān)，因此就有了轉(zhuǎn)速越高性能越高（單位時間經(jīng)過磁頭的數(shù)據(jù)更多）、道間與較大尋道時間差異極大（磁頭道間移動距離不同）、碟片/磁頭數(shù)量減少抵消單碟容量增加帶來的性能改進(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個磁頭）快速縮減到1（1~2個磁頭）、轉(zhuǎn)速從恒定7200r/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，誰來破解存儲性能上的矛盾？
SSD么？可以算一個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10倍，甚于手機(jī)使用的顆粒。特別是在成本驅(qū)動下，F(xiàn)lash廠商極有意愿導(dǎo)入更新的制程，而與此同時，F(xiàn)lash特殊的存儲結(jié)構(gòu)導(dǎo)致制程越高（線寬越?。┒途眯裕ú翆懀┰讲?，如閃存盤廣泛使用的低耐久性TLC芯片，擦寫次數(shù)在200~500次之間，而經(jīng)過優(yōu)化的高耐久性TLC，擦寫次數(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，換言之有錢也買不到。更要命的是，存儲結(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%依賴電力，而且還要以讀代存 -- 通過不間斷的周期性讀操作，給存儲單元充電，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種存儲技術(shù)的原理已經(jīng)穩(wěn)定數(shù)十年沒有大突破，令存儲性能裹足不前，而結(jié)合DRAM的速度、Flash的非易失性和HDD的低成本，是長久以來科學(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）、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)市場的Optane Memory于5月初正式開售，入門級產(chǎn)品價格不過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題。
Optane有著卓越的性能和出色特性，其讀寫原理類似于DRAM，通過行、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，卻可以一次性定位獲取多個字節(jié)（依層數(shù)而定）的數(shù)據(jù)，性能和存儲密度都大幅度提高。由于Optane讀寫原理有別于Flash，因此沒有令人頭疼的耐久性問題，其壽命可與DRAM媲美，同時它還沒有DRAM的易失性，可以像Flash一樣無電長期保持?jǐn)?shù)據(jù)。要說弱點(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開始規(guī)模生產(chǎn)，再加上制程提高對成本的抑制作用，容量過1TB的Optane SSD已經(jīng)在今年發(fā)布的Road Map中。在消費(fèi)級市場上，Optane Memory的不足，則更多的是因為市場原因，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）、價格略高（16GB為379元）和只開通PCI-E 3.0 x2模式等，使用更高規(guī)格完全沒有技術(shù)障礙。
作為生力軍，Optane當(dāng)下要做的是教育市場，而距離占領(lǐng)市場還甚遠(yuǎn)。當(dāng)年SSD進(jìn)入市場時，DRAM和HDD都已是極為成熟的產(chǎn)品，無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。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)觀念要從專業(yè) -- 可發(fā)揮并認(rèn)可價值和主流 -- 改變習(xí)慣等兩個方面入手，英特爾正是使用這種方式，首先推出了面向企業(yè)級用戶的Optane SSD和面向入門級消費(fèi)用戶的Optane Memory，前者主打大容量、高性能、低延時，后者解決存儲瓶頸的實際問題。
雖然同為半導(dǎo)體+HDD的雙硬盤組合，但是早早入市的SSD為HDD做Cache實現(xiàn)全盤加速的解決方案如今已被束之高閣，F(xiàn)lash較高的延遲、難以滿足超高頻度讀寫的耐久性問題、全盤加速性能遜色于單SSD的現(xiàn)實以及全盤加速模式設(shè)置的復(fù)雜性，都令用戶更傾向于將SSD和HDD分開使用，這也極大地影響了跨盤使用的性能體驗。Optane技術(shù)原理的不同，讓用戶完全不用擔(dān)心延遲、耐久性和性能損失問題，再加上英特爾專門為Optane Memory推出了新版RST（Rapid Storage Technology，快速存儲技術(shù)）軟件，確認(rèn)開啟加速系統(tǒng)自動完成設(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)動器，因此也不會對系統(tǒng)管理和用戶使用習(xí)慣造成任何影響，全HDD容量可實現(xiàn)如Optane Memory性能的加速表現(xiàn)，可謂PC性能提升的神油。
相信有著這樣的實際表現(xiàn)，Optane將很快普及到對性能和容量有著同時要求的領(lǐng)域，最先的收益者是還占市場份額85%以上的單HDD配置的臺式電腦用戶。對他們來說，比主機(jī)平均價格再額外投資10%，所得到的卻是過去的解決方案多投資100%也做不到的。從這點(diǎn)來說，Optane對PC架構(gòu)改進(jìn)的推動力是空前巨大的。
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也將有可能收益與它。不過，這還是要看英特爾推進(jìn)Optane有多迫切，這是個市場問題。
