Test Intel Optane Memory, 3D XPoint per velocizzare i PC

Intel Optane Memory 32GB

 

 

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Intel non vuole che pensate alla nuova Optane Memory come a un "semplice" SSD. Si tratta di un insieme di tecnologie, protocolli, hardware e software che lavorano insieme per dare vita a una soluzione di caching principalmente rivolta agli hard disk. L'obiettivo dell'azienda statunitense con Optane Memory è velocizzare i computer più vecchi e quelli privi di un SSD di nuova generazione a basso, bassissimo costo tramite il caching.

Ciò significa che Optane Memory è in grado d'imparare come un utente usa il proprio computer e di trasferire i dati a cui si accede con regolarità nella propria velocissima memoria, piuttosto che lasciarli sul lento hard disk, accorciando così i tempi di avvio e di caricamento dei programmi, solo per fare alcuni esempi.

L'idea del caching risale al 2005. È in quell'anno che Intel iniziò la sua personale crociata per accelerare le prestazioni degli hard disk usando memorie più veloci. L'interpretazione moderna di quell'idea ha preso forma nel 2011 con l'introduzione di Rapid Storage Technology (RST).

Optane Memory è uno sviluppo di RST, anche se si distingue perché al posto degli SSD basati su memoria NAND qui abbiamo a che fare con la nuovissima 3D XPoint, la prima nuova memoria a essere prodotta in volumi negli ultimi 25 anni. Una memoria davvero veloce, come vedremo nel corso dell'articolo.

Intel e Micron hanno sviluppato 3D XPoint in segreto per quasi un decennio. Questa memoria è il culmine di alcune nuove tecnologie progettate per chiudere il gap prestazionale tra la memoria DRAM e le soluzioni di archiviazione. 3D XPoint è più costosa di una NAND, ma è più veloce e offre una maggiore resistenza. 3D XPoint è più lenta di una DRAM, ma è meno costosa e più densa. La parte migliore? Mantiene i dati in assenza di energia.

3D XPoint promette di cambiare lo status quo offrendo prestazioni esponenzialmente più alte con i carichi più leggeri, quelli che vanno per la maggiore sui computer. Al momento il primo prodotto 3D XPoint di Intel per PC ha la forma di un'unità Optane M.2 pensata per velocizzare gli hard disk.

In futuro si potrebbe usare 3D XPoint come layer supplementare per la DRAM, arrivando ad esempio a traguardi finora impensabili come l'eliminazione del processo di avvio del sistema operativo. Questi sviluppi però potrebbero richiedere anni, quindi concentriamoci sul presente.

La situazione di mercato

Gli SSD hanno raccolto consensi nel settore dei notebook, ma il 75% dei PC desktop preassemblati è ancora dotata solo di hard disk. I produttori di PC (OEM) fanno pagare molto di più i sistemi con gli SSD e questo rende queste soluzioni meno appetibili. Il processo di validazione, inoltre, richiede tempo, perciò spesso i desktop includono SSD non esattamente nuovi.

Intel ha progettato Optane Memory come un facile aggiornamento per gli utenti meno esperti. Optane Memory non richiede la reinstallazione del sistema operativo o le competenze necessarie per clonare un'unità esistente. Optane Memory usa il software per fondere hard disk e SSD in un unico volume logico, e non potete accedervi direttamente perché si posiziona davanti al dispositivo di archiviazione accelerato.

Quest'ultimo, come abbiamo spiegato, nei piani di Intel deve essere un hard disk, ma potete usare RST per provare ad accelerare anche gli SSD – ne parleremo nella prossima pagina. È bene sapere che si può accelerare un solo disco alla volta e – anche se Intel non lo supporta ufficialmente – Optane può funzionare come unità secondaria. È una buona notizia per i giocatori che usano gli un SSD come soluzione di avvio e un hard disk per l'installazione di giochi.

Unificare memoria e archiviazione

Nell'industria dell'archiviazione si parla da tempo di creare una struttura unificata in cui la memoria di sistema può essere combinata con l'archiviazione. Optane Memory è un passo in tale direzione.

Il file di paging all'interno di Windows combina l'archiviazione e la memoria di sistema. Quando finite la memoria di sistema, il sistema operativo usa l'archiviazione come memoria virtuale. Il calo delle prestazioni tra DRAM e hard disk è evidente. Gli SSD mitigano il problema, ma la maggior parte delle richieste alla memoria virtuale si verificano a basse queue depth. È qui che Optane dà il meglio di sé, e anche dove gli SSD sono meno efficaci. I sistemi con poca RAM beneficeranno maggiormente di Optane Memory, ma si tratta di uno scenario che tratteremo in un prossimo articolo.

Specifiche tecniche di Optane Memory

Optane Memory è disponibile in due capacità, 16 e 32 GB, al prezzo (negli States) rispettivamente di 44 e 77 dollari. In questo articolo proviamo il modello da 32 GB, che offre maggiori prestazioni di quelle meno capiente. L'unità usa un piccolo controller altamente ottimizzato e due package 3D XPoint da 16 GB. Intel non ha confermato il numero di canali, ma sospettiamo che il controller PCIe 3.0 x2 esponga un singolo canale alla memoria 3D XPoint. A differenza dei normali SSD, 3D XPoint non richiede DRAM per il translation layer.

Il modello da 32 GB è in grado di raggiungere un throughput in lettura sequenziale fino a 1350 MB/s, ma offre solo 290 MB/s in scrittura sequenziale. Questi valori scendono rispettivamente a 900 e 145 MB/s per il modello da 16 GB. Le unità sono progettate per accelerare i carichi casuali, ma il focus è sulle prestazioni in lettura casuale. Optane Memory da 32 GB può raggiungere 240.000 IOPS in lettura casuale, mentre il modello da 16 GB si ferma a 190.000 IOPS. Le prestazioni in scrittura casuale toccano 65.000 IOPS per il modulo da 32 GB e 35.000 IOPS per la variante da 16 GB.

Requisiti di sistema di Optane Memory

Intel ha certificato Optane Memory sulle piattaforme con chipset serie 200 e processori Intel Core di settima generazione. Siamo riusciti a far funzionare l'unità su un sistema Z170 con Core i7-6700K, ma Intel non supporta ufficialmente una tale combinazione. Ecco cosa vi serve per usare Optane Memory senza problemi:

• Motherboard Optane Memory Ready
• Processore Intel di settima generazione
• Windows 10
• Modalità RAID attiva
• Linee PCIe deviate verso il PCH

In un meeting a Folsom, California, Intel ha affermato che i chipset della serie 200 hanno ottimizzazioni per Optane Memory, e includono ulteriori quattro linee PCIe 3.0. Diversi produttori di motherboard hanno aggiornato i BIOS delle piattaforme Z270 per Optane Memory. Parleremo della nostra piattaforma di prova nella prossima pagina.

Optane Memory da vicino

Il modulo Optane Memory si presenta in un form factor M.2 2280 a singola faccia. La memoria 3D XPoint è sufficientemente veloce per raggiungere prestazioni elevate mentre legge e scrive su un singolo die – e ricordate, ciò avviene senza richiedere DRAM. Il misterioso controller è più piccolo di molti controller dei tradizionali SSD e sembra essere stato realizzato con l'unico scopo di gestire Optane Memory.

Il modulo da 32 GB ha due package 3D XPoint con un singolo die da 16 GB ciascuno, mentre la versione da 16 GB adotta un singolo package ma offre meno prestazioni e capacità per i dati a cui si accede di frequente. L'etichetta copre i due package 3D XPoint e ha un layer in rame che diffonde e dissipa il calore.