Si è parlato molto dell'incapacità di Intel di raggiungere le proiezioni di resistenza iniziali di 3D XPoint e c'è ampia letteratura su questo punto. Intel e Micron hanno già rettificato le affermazioni iniziali riguardo le "prestazioni 1000 volte più veloci della NAND", chiarendo che i confronti erano relativi solo alla tecnologia in sé, e non ai prodotti finali. Si tratta di una correzione importante, perché tra il supporto e l'applicazione ci sono differenti strati (layer) come i driver, il sistema operativo e il file system. Ce ne siamo occupati in questa pagina.
Entrambe le aziende hanno inoltre fatto dietrofront sulle proiezioni di resistenza, senza però offrire spiegazioni esaustive. Abbiamo indagato e raccolto alcune risposte.
Intel sta sviluppando anche delle DIMM Optane, che saranno usate come dispositivo che si affida alla memoria semantica per fare da complemento alla DRAM. Usare 3D XPoint come dispositivo di memoria dedicato richiederebbe una resistenza di gran lunga maggiore. Al di fuori di un breve accenno in una conferenza sui risultati finanziari, Intel è rimasta curiosamente in silenzio sull'arrivo delle DIMM, e questo ha scatenato ulteriori speculazioni.
| Intel DC P4800X (375 GB) | Intel DC P3700 (1.6 TB) | Intel DC P3608 (1.6 TB) | Micron 9100 MAX (2.4 TB) | Mangstor MX6300 (2.7 TB) | |
|---|---|---|---|---|---|
| Storage | 3D XPoint | Intel 20nm HET MLC | Intel 20nm HET MLC | Micron 128Gbit 16nm MLC | Toshiba A19nm eMLC NAND |
| Resistenza PB/DWPD | 12.,3 / 30 | 43.8 / 17 | 8.76 / 3 | 6.57 /2.7 | 34.5 / 7 |
| Dollaro per GB usabile | $4.05 | $1.69 | $2.25 | $1.35 | $3.65 |
| Reistenza (TB) per dollaro | 8.09 | 16.2 | 2.43 | 2 | 3.5 |
| Indice di efficienza per costo | 3.03 | 25.92 | 3.89 | 4.8 | 9.45 |
Nella tabella abbiamo ridotto i parametri sulla resistenza degli SSD a tre voci per fare chiarezza su longevità, costo e uso della capacità extra. Deriviamo l'informazione dei prezzi dai listini dai produttori per i prodotti non ancora sul mercato, mentre usiamo i prezzi medi di vendita per quelli in commercio. Calcoliamo il prezzo per GB per restituire uno sguardo senza filtri al costo e poi calcoliamo il numero di terabyte per dollaro speso che potete scrivere sull'SSD - resistenza per dollaro. Questo ci permette di avere uno sguardo sul valore di resistenza che è molto più significativo, laddove il parametro DWPD (Drive Writes Per Day) può essere poco utile a causa dei differenti periodi di garanzia.
Consideriamo anche i vantaggi della capacità aggiuntiva. Il Micron 9100 Max da 2,4 TB, ad esempio, ha un rapporto tra resistenza e prezzo di 2 TB per dollaro, che è inferiore ai 2,42 TB per dollaro del DC P3608. Offre però ulteriori 800 GB di spazio usabile, che aggiungono valore. Usiamo il nostro indice di efficienza per avere un quadro complessivo della capacità disponibile, del costo e della resistenza semplicemente moltiplicando la capacità per la resistenza per dollaro.
Il DC P4800X raggiunge il rapporto dollaro per GB più alto con 4,05 dollari, ma offre più del doppio della resistenza per dollaro rispetto a molti SSD concorrenti. Il DC P3700 offre la resistenza per dollaro migliore, e questo gli permette di avere il punteggio di efficienza più alto. Intel ha quasi raddoppiato il rating di resistenza del DC P3700 dopo uno studio a lungo termine dell'affidabilità sul campo, e l'azienda indica anche che aumenterà questo valore con il DC P4800 se il prodotto seguirà un comportamento simile. Il modello da 375 GB è accompagnato da una garanzia di 3 anni, mentre i modelli più capienti saranno garantiti per 5 anni.
A causa della capacità ridotta e dell'alto rapporto prezzo-prestazioni, il DC P4800X ha il punteggio di efficienza per costo più basso, ma non stiamo confrontando prodotti simili. Gli SSD enterprise basati su NAND offrono tutti prestazioni simili, ma il DC P4800X garantisce miglioramenti velocistici esponenziali che giustificano il prezzo più alto.
Andando più a fondo
Tutti gli SSD hanno un'area di riserva, che è una parte della capacità che l'utente non può indirizzare. Parte di quest'area è dedicata alla mitigazione dell'overhead ECC e implementazioni del RAID al livello del dispositivo che aumentano l'affidabilità. Il resto dell'area di riserva è solitamente dedicato all'over-provisioning, che è usato tradizionalmente per aumentare prestazioni e resistenza. Non sappiamo le effettive risorse di over-provisioning di tutti gli SSD nella nostra tabella, quindi parliamo di capacità inutilizzata e la classifichiamo come area di riserva.
Gli SSD Optane hanno un'area di riserva, ma non la usano in modo tradizionale perché molte delle regole che valgono per i normali SSD non si applicano in questo caso. Invece, la tecnologia di Intel usa una piccola quantità di spazio extra per ECC e metadati a livello dispositivo, e a differenza della NAND non include alcuna over-provisioning integrata a livello del die. Possiamo inoltre pensare che un po' di capacità extra serva per sostituire celle malfunzionanti.
| 375GB Intel DC P4800X | 1.6TB Intel DC P3700 | 1.6TB Intel DC P3608 | 2.4TB Micron 9100 Max | 2.7TB Mangstor MX6300 | |
|---|---|---|---|---|---|
| Resistenza per GB usbile | 32.8 TB | 27.35 TB | 5.45 TB | 2.73 TB | 12.77 TB |
| Capacità utente | 375GB | 1.6TB | 1.6TB | 2.4TB | 2.7TB |
| Capacità grezza | 448GB | 2TB | 2.3TB | 4TB | 4TB |
| Area di riserva / % | 73GB / 16.3% | 400GB / 20% | 700GB / 30.4% | 1600GB / 40% | 1300GB / 32.5% |
| Resistenza per GB grezzo | 27.4TB | 21.9TB | 3.8TB | 1.6TB | 8.63TB |
A differenza della NAND, 3D XPoint è una memoria write-in-place, quindi il controller dell'SSD non deve cancellare il dato esistente prima di scriverne uno nuovo. Eliminare il ciclo di scrittura extra aumenta la resistenza e le prestazioni. Semplifica anche la gestione del dispositivo rimuovendo il processo di garbage collection (lettura, modifica e scrittura). Il media di archiviazione sottostante è inoltre "bit-addressable", quindi al contrario degli SSD basati su NAND che scrivono in parti più grandi, il DC P4800X può scindere piccole quantità di dati 4K in diverse parti e suddividerle su più die, aumentando le prestazioni. Il DC P4800X adotta algoritmi di wear leveling per assicurare un'usura costante del supporto.
Il DC P4800X offre 32,8 TB di resistenza per GB usabile e, se calcoliamo la resistenza di tutto il media grezzo sul dispositivo, scende a 27,4 TB. Il DC P3700 di Intel è l'unico SSD nel nostro confronto che può sfidare quei valori, ma c'è una spiegazione. Il DC P3700 usa la correzione d'errore LDPC, che aumenta il recupero dagli errori, incrementando così la resistenza, ma incappa anche in un overhead prestazionale rilevante. LDPC può creare importanti eccezioni di I/O, che sono richieste di dati erranti che necessitano di più tempo per completarsi di una normale operazione.
LDPC si comporta bene durante un normale processo d'errore "hard decision", quando gli errori sono facili da correggere, ma ha un impatto prestazionale quando il codice passa in modalità "soft decision" per bit difficili da ripristinare. La decodifica soft decision rilegge la cella e le aree circostanti per determinare i contenuti della cella, facendo salire la latenza a centinaia di microsecondi per alcune operazioni. Questa tecnologia ha parametri regolabili che permettono al produttore di controllare l'intensità della correzione d'errore. La correzione d'errore più robusta offre maggiore resistenza ma abbatte le prestazioni e, cosa più importante, la costanza. Se Intel usa LDPC, cosa non confermata, allora è probabile che adotti un'implementazione semplificata. È più probabile che Intel, come Micron, usi un ECC a basso overhead, cosa che non conferisce una grande resistenza ma ha un overhead prestazionale minimo.
Questo significa che Intel e Micron possono aumentare la resistenza se necessario tramite algoritmi di correzione d'errore più robusti, anche se questo non farà la felicità del mercato delle alte prestazioni. Riteniamo comunque che 3D XPoint possa offrire resistenza sufficiente per le applicazioni per cui è pensata anche così com'è.
La resistenza è come qualsiasi altra specifica. Intel ha una storia di grande affidabilità ed è nota per essere conservativa per quanto riguarda le specifiche di resistenza. Fino a quando un produttore indica chiaramente le aspettative e poi le rispetta, il cliente è soddisfatto. Uno sguardo rapido alla resistenza per GB grezzo, e quanto supera i concorrenti "non Intel" di Optane, dovrebbe spegnere sul nascere le paure sulla resistenza.