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Test Intel Optane SSD 900P, semplicemente una scheggia

Optane SSD 900P alla prova. L'SSD basato su memoria 3D XPoint di Intel si candida a diventare il nuovo re dell'archiviazione su PC. Ecco tutti i test.

Test Intel Optane SSD 900P, semplicemente una scheggia

3D XPoint su un vero SSD consumer

Intel Optane 900P 280 GB

La memoria 3D XPoint arriva su un SSD consumer. E lo fa con un prodotto dalle altissime prestazioni.

Intel Optane 900P 280 GB

Dopo Optane Memory tutti si aspettavano un SSD 3D XPoint avviabile da Intel. Finalmente è arrivato. Stiamo parlando di Optane SSD 900P, un prodotto che si candida a diventare l'SSD consumer più veloce in circolazione, dato che è derivato dal DC P4800X, un prodotto enterprise che abbiamo testato e si è rivelato l'SSD più veloce mai passato nei nostri laboratori.

Per evitare una sovrapposizione sul mercato, Intel ha limitato la resistenza del modello consumer a un terzo di quella enterprise e ha eliminato alcune caratteristiche specifiche del settore, come SMBus. Sul fronte delle prestazioni Intel non sembra aver fortunatamente fatto modifiche, quindi ci aspettiamo prestazioni in linea o maggio rispetto al DC P4800X.

intel optane ssd 900p

Specifiche

Intel Optane SSD 900P AIC (280GB)
Capacità (grezza / utente) 280 GB
Form factor  HHHL PCIe
Interfaccia / protocollo PCIe 3.0 x4 / NVMe
Controller Intel EAU01D76 SLL3D
DRAM -
NAND Intel 3D XPoint
Lettura sequenziale 2500 MB/s
Scrittura sequenziale 2000 MB/s
Lettura casuale 550.000 IOPS
Scrittura casuale 500.000 IOPS
Codifica
Resistenza 10 DWPD
Part number SSDPED1D280GASX
Garanzia 5 anni

Intel ha portato sul mercato Optane SSD 900P in due versioni da 240 e 480 GB. Le unità sono disponibili in due fattori di forma: una scheda PCIe e un'unità U.2 da 2,5 pollici con un connettore SFF-8639, anche se il modello U.2 da 480 GB arriverà in seguito. Ci sono due model number per le soluzioni U.2, mentre c'è un singolo model number per i modelli da 280 GB. La differenza sta nel fatto che con un modello c'è un cavo U.2 standard, mentre l'altro è offerto con un adattatore da M.2 a U.2.

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Optane 900P, sulla carta, garantisce fino a 2500 MB/s in lettura sequenziale, 100 MB/s in più del DC P4800X. Le scritture sequenziali arrivano a 2000 MB/s. L'SSD 3D XPoint si differenzia dalle soluzioni con memoria NAND in termini di prestazioni casuali, con 550.000 / 500.000 IOPS in lettura e scrittura, valori decisamente superiori a qualsiasi SSD desktop.

Come funziona 3D XPoint

Finora siate stati abituati ai valori casuali elevati degli SSD NVMe, ma i prodotti Optane sono differenti. Come abbiamo dimostrato nella recensione di Optane Memory, la nuova memoria 3D XPoint è in grado di raggiungere prestazioni molto alte a basse queue depth. Con alcuni carichi possiamo persino saturare l'unità prima di raggiungere QD 8.

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3D XPoint è bit-addressable, quindi rispetto agli SSD NAND che scrivono insiemi di dati di grandi dimensioni, Optane 900P può suddividere i dati 4K in parti più piccole e distribuirli su più die, incrementando così le prestazioni. Ogni die 3D XPoint ha anche 64 regioni separate che possono rispondere simultaneamente ai comandi, laddove una NAND normale ne ha massimo quattro. Questo dovrebbe garantire un miglioramento "esplosivo" delle prestazioni sui PC desktop.

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A differenza della NAND, 3D XPoint è una memoria write-in-place, ossia il controller non deve cancellare i dati esistenti prima di scrivere nuovi dati. Eliminare i cicli di scrittura extra incrementa resistenza e prestazioni, mentre elimina il normale processo di garbage collection. Ciò rende il 900P immune alle piccole preoccupazioni dei normali SSD, come le prestazioni in stato di equilibrio.

I vantaggi di Optane sugli SSD NAND

Optane SSD 900P non è Optane Memory, non si tratta di un dispositivo di caching. Intel ha stilato una lista dei carichi in cui Optane 900P eccelle rispetto agli SSD NAND:

  • Alte prestazioni casuali in lettura e scrittura
  • Alte prestazioni a basse queue depth
  • Alte prestazioni simultanee in lettura e scrittura
  • Alte prestazioni in lettura e scrittura con capacità ridotte
  • Mantenimento delle alte prestazioni al riempirsi dell'unità
  • Con i carichi pesanti che causano usura e richiedono una resistenza elevata

Il tutto copre la maggior parte degli accessi ai dati. Intel Optane 900P rappresenta un nuovo livello di prestazioni che va oltre il "veloce", quindi gli SSD esistenti non sono più quanto di più rapido potete acquistare per archiviare i vostri dati. Per esempio un Intel SSD 750 e un Samsung 960 Pro non sono più definibili come "i più veloci", ma "i più veloci, salvo Optane".

Prezzo, garanzia e resistenza

Intel Optane SSD 900P si può acquistare - di media - a 370 euro in versione da 280 GB e 650 euro in quella da 480 GB. È un prodotto indubbiamente costoso, costa infatti circa 3/4 volte gli SSD NAND di capacità simile, ma il prezzo dovrebbe scendere con l'aumentare della disponibilità, anche non eccezionale nel momento in cui scriviamo.

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La garanzia è di 5 anni, limitata dalla specifica legata alla resistenza. Quest'ultima è indicata in 10 scritture al giorno (DWPD, drive writes per day) per entrambe le capacità. Si tratta di 8760 terabyte di scritture garantite per il modello da 480 GB. Il Samsung 960 Pro 2TB raggiunge 1200 terabyte di scritture garantite, quindi il 900P offre senza dubbio una resistenza adeguata agli utenti desktop. È una buona cosa che la resistenza del 900P sia alta - l'unità è così veloce che abbiamo scritto 85 TB in poco più di un giorno. Intel ci ha spiegato le unità entrano in stato di sola lettura quando superano la resistenza indicata.

Il nuovo prodotto di Intel si fregia di una partnership con Roberts Space Industries che permette ai giocatori di Star Citizen di scaricare gratis la navicella Sabre Raven. L'unità è inoltre accompagnata da un supporto aggiuntivo per l'uso in chassis di piccole dimensioni.

Indiscrezioni su PCIe 4.0 e LED/RGB

Intel non ha spiegato perché alcuni negozianti abbiano pubblicato pagine prodotto indicando l'arrivo di ulteriori modelli. L'unica spiegazione è che ci sono differenti part number per i bundle di Star Citizen e per i modelli standard che arriveranno in futuro. Nei mesi scorsi è emersa una slide con le specifiche corrette del 900P. Lo screenshot mostrava il prodotto con un effetto di luce dato da LED o LED RGB. Intel non ha annunciato nulla di simile e l'azienda non discute di prodotti non distribuiti.

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Sul fronte dei rivenditori si trovano anche alcuni riferimenti al PCI Express 4.0 e part number corrispondenti. Quella lista è stata pubblicata pochi giorni dopo l'annuncio da parte del PCI-SIG delle specifiche finali del PCIe 4.0. Pensiamo si tratti di un errore dai rivenditori, forse legato all'interfaccia PCIe 3.0 x4. Dovremmo vedere le prime piattaforme e componenti PCIe 4.0 nel 2018, ma non avrebbe senso per Intel presentare oggi un prodotto PCIe 4.0.

Optane SSD 900P da vicino

Non c'è molto da vedere date le due coperture metalliche che agiscono come radiatore e proteggono i componenti. L'unità è bella a vedersi, ma ci chiediamo cosa sia successo alla versione con LED apparsa nelle immagini trafugate dall'Asia nei mesi scorsi.

A bordo del prodotto c'è un controller ASIC NVMe custom a sette canali, sotto l'heatsink. Può gestire fino a quattro die per canale (28 totali). Il 900P da 280 GB ha 21 package da 16 GB diffusi su entrambi i lati del PCB. In pratica abbiamo una capacità grezza di memoria 3D XPoint pari a 336 GB.

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Gli SSD NAND hanno capacità in più che l'utente non può indirizzare. Parte di quest'area è dedicata all'overhead ECC e a implementazioni RAID a livello di dispositivo che aumentano l'affidabilità. Il resto dell'area in più è di solito dedicata all'over-provisioning, che aumenta prestazioni e resistenza.

Gli Optane hanno area in eccesso, ma non la usano in modo tradizionale, perché molte delle normali regole degli SSD non si applicano. Invece, usano lo spazio extra per ECC e metadati a livello di dispositivo, e a differenza delle NAND, non includono alcun over-provisioning integrato a livello del die. Riteniamo inoltre che parte della capacità extra sia usata per rimpiazzare le celle fallite.

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Non consigliamo di rimuovere l'heatsink. Farlo danneggia i pad termici perché non si separano in modo pulito. Il controller ASIC custom e i package 3D XPoint non ci danno molte informazioni. La segretezza è ancora massima con questo prodotto.

Prestazioni Intel Optane SSD 900P

Per il nostro confronto abbiamo preso alcuni SSD NVMe ad alta capacità e tra i più veloci, in modo da ridurre il gap prestazionale. Questi drive includono gli Intel 600p e SSD 750, il Corsair Neutron NX500 da 800 GB e gli SSD OCZ RD400, Plextor M8Se e Samsung 960 EVO. Il Samsung 960 Pro 2TB è il più veloce.

Abbiamo anche inserito i risultati di Intel Optane Memory. Questo ci permette di fare un confronto prestazionale con la tecnologia di caching per gli hard disk di Intel. Abbiamo accoppiato Optane Memory a un hard disk Seagate BarraCuda Pro 10 TB.

Lettura sequenziale

Optane SSD 900P non vincerà ogni test sintetico a causa della sua programmazione per i carichi a bassa QD.

La tecnologia NAND si è evoluta implementando algoritmi di caching SLC molto raffinati. Questa tecnologia combina il basso costo della NAND TLC con le prestazioni SLC per garantire prestazioni di picco per breve tempo, ma tutte le cache hanno una capacità ben definita. La tecnologia Optane non fa il caching in alcuna forma, quindi le prestazioni sono garantite anche quando il disco è pieno, le celle sporche e la dimensione dei blocchi usati in precedenza.

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L'hardware e software del vostro PC, come il sistema operativo, giocano anch'essi un ruolo nelle prestazioni di archiviazione. Abbiamo disabilitato molte delle caratteristiche di risparmio energetico sui nostri sistemi di test, in modo da ottenere le prestazioni più alte possibili.

Ne parliamo per via delle prestazioni a QD1 del 900P, che vedrete nei prossimi grafici. Abbiamo registrato una differenza di 800 MB/s tra QD1 e QD2, ma non è dovuta interamente all'unità. Optane in realtà offre prestazioni molto costanti, ma è il sistema hardware che lo circonda a ridurre le prestazioni. Avremmo potuto intervenire sul sistema ulteriormente per ridurre il gap, ma non avevamo tempo di ritestare tutti i prodotti usati per il confronto.

Samsung 960 Pro, 960 EVO e Corsair NX500 garantiscono tutti più prestazioni in lettura sequenziale di picco dell'Optane 900P, ma ciò avviene a QD più alte. Si conferma quindi l'ottimizzazione di Optane per i carichi a bassa QD che hanno un maggiore impatto sull'esperienza utente.

Scrittura sequenziale

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Optane SSD 900P domina sugli altri prodotti. Lo scaling prestazionale eccellente a bassa QD è importante perché con i carichi odierni non si supera quasi mai QD8. Con la memoria NAND flash, e ora una tecnologia ancora più veloce, il tempo di risposta è così ridotto che non potete impilare sufficienti richieste dati per aumentare la queue depth, anche con multitasking pesante.

La latenza è il nemico di tutta l'archiviazione e ridurla permette al sistema di passare alla prossima operazione più rapidamente. Il throughput non sempre mostra questi guadagni, ma potete "sentirli" in ogni forma.

Lettura casuale

Per anni abbiamo parlato dell'importanza delle prestazioni in lettura casuale e di come potete collegare una parte sostanziale dell'esperienza utente a questi test.

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Volevamo quasi rimuovere Optane Memory da questi grafici perché offusca la differenza tra Optane SSD 900P e gli SSD basati su memoria NAND.

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Intel Optane 900P migliora quanto offerto da Optane Memory. Non abbiamo mai sperimentato un sistema che appare così veloce e reattivo come la nostra workstation con Optane 900P come unità di sistema, e questo è dovuto alle prestazioni esplosive in lettura casuale a basse QD. A QD1, il 900P è quasi quattro volte più rapido del Samsung 960 EVO da 1TB.

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Di norma testiamo con un singolo worker per riprodurre le prestazioni reali, ma questo significa che spesso non possiamo raggiungere i numeri indicati dai produttori - o meglio, dai reparti marketing. Abbiamo deciso di condurre un test con otto worker, ognuno a QD8, per vedere se raggiungevamo le prestazioni in lettura casuale di 550.000 IOPS indicate da Intel. Come mostra l'ultima immagine, abbiamo superato la specifica ottenendo 587.475 IOPS.

Scrittura casuale

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Detestiamo sminuire questi test (lettura / scrittura casuali, lettura / scrittura sequenziale). Per una volta, le scritture casuali pesano di più nel nostro giudizio del prodotto, ma gli SSD hanno fatti così tanti progressi negli ultimi 10 anni che la maggior parte dei prodotti offre prestazioni casuali in scrittura sufficienti a fornire un'eccellente esperienza utente.

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Prima di iniziare i test ci aspettavamo che Intel castrasse le prestazioni in scrittura casuale per impedire ai gestori di datacenter di acquistare le nuove unità desktop meno costose. Dopo aver parlato con Intel siamo venuti a sapere che il 900P ha alcuni cambiamenti, ma nessuno impatta intenzionalmente sulle prestazioni. Non abbiamo a disposizione un DC P4800X da testare per capire se nelle stesse condizioni si comporta meglio nel nostro test in scrittura casuale con un singolo worker.

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Siamo rimasti sorpresi di vedere il 900P da 280 GB inseguire l'SSD 750 da 1,2 TB in questo test e operare nello stesso territorio dell'OCZ RD400 e dei due Samsung NVMe. Abbiamo aumentato l'intensità del test con otto worker e raggiunto 553.662 IOPS in scrittura casuale.

Carico misto sequenziale all'80%

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I carichi misti rappresentano meglio le prestazioni che un utente sperimenta quotidianamente. Qui è dove Optane 900P dà il meglio di sé, diventando una creatura quasi mitologica; le prestazioni sono così buone che dovete sperimentarle di persona per crederci. Il 900P da 280 GB offre prestazioni più che doppie rispetto al miglior SSD NVMe sul mercato. Il gap si allarga aggiungendo più dati all'SSD, cosa che li porta in uno stato "sporco". Ne parleremo più avanti.

Carico misto casuale all'80%

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Il gap cresce con i dati casuali. Anche in questo caso i risultati di Optane Memory offuscano i miglioramenti del 900P sugli SSD NVMe basati su memoria NAND. Crea un'illusione ottica inserendosi nel mezzo dell'enorme differenza tra SSD NAND e Optane 900P.

Progressi prestazionali del genere non si verificano spesso.

Carico misto in stato di equilibrio sequenziale

La differenza tra Optane 900P e tutto il resto è semplicemente incredibile.

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Ai due lati opposti del grafico vediamo come le prestazioni sono misurate di solito, con carichi con il 100% di letture e scritture (mostrato come 0% letture). I carichi misti stanno nel mezzo. Questi mix sono un'area critica per testare gli SSD enterprise, ma ha anche un impatto diretto sulle prestazioni quotidiane.

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I grafici in questa sezione mostrano anche le prestazioni in stato di equilibrio, un'area su cui spesso si sorvola. Molti dei nostri test sono privi di questi dati in stato di equilibrio. Il vostro SSD dovrebbe essere quasi pieno per sperimentare questo tipo di riduzione delle prestazioni. Le prestazioni si degradano al riempirsi dell'unità e gli SSD NAND rallentano. 3D XPoint non soffre di quel problema, almeno non in una scala normale.

Stato di equilibrio casuale

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Le scritture di dati 4K sono micidiali per la NAND perché riducono le prestazioni. Questo è quello che si può definire lo "scenario peggiore" per gli SSD tradizionali. Intel Optane SSD 900P si dimostra immune al problema. L'SSD di Intel offre prestazioni che raramente vacillano, anche dopo un carico di lavoro così brutale.

Prestazioni softwa reale, PCMark 8

Intel Optane SSD 900P è l'SSD consumer più veloce disponibile, ma le sue capacità non emergeranno usando software in modo leggero. Serve un carico più intenso e un'unità quasi piena per consentire al 900P si differenziarsi dal gruppo di SSD esistenti. L'unità è limitata dalla velocità del processore - una variabile su cui potete intervenire con alcune regolazioni - e il file system del sistema operativo.

Quest'ultimo è il problema maggiore. Intel ha sviluppato il protocollo NVMe per la tecnologia Optane, ma il resto dell'ecosistema PC deve ancora "imparare" a sfruttare la tecnologia al massimo. La distanza tra NAND flash e hard disk è già grande, ma il gap tra hard disk e tecnologie Optane è enorme.

Bandwidth archiviazione

Ecco i risultati di PCM8 visti sotto forma di bandwidth. Optane SSD 900P offre il doppio del bandwidth del secondo SSD NVMe consumer più veloce sul mercato.

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La nostra prima serie di grafici di PCMark8 misura il tempo di completamento, e il grafico sopra quantifica solo il bandwidth di archiviazione. Confrontate questo grafico e quello della sezione precedente, e non vi sfuggirà il fatto che un vantaggio di quattro decimi di secondo non è uguale al raddoppiamento del bandwidth. Il tempo di calcolo della CPU e altre operazioni sono colli di bottiglia che c'impediscono di sperimentare miglioramenti palpabili nel tempo di completamento.

Prestazioni carico avanzato, PCMark 8

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Questo test ci mostra di nuovo le prestazioni medie, ma con un'unità piena - in stato "sporco". Non sorprende che l'Optane SSD 900P da 280 GB non abbia problemi con questo carico. Si tratta però solo della prestazione di archiviazione e non del tempo complessivo necessario per completare le operazioni. Questo è ancora limitato dal software e dai file system moderni, che consideriamo superati.

Tempo di servizio totale

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La tecnologia Optane è così avanti che oggi non potete sfruttarla appieno. Ne vediamo il chiaro potenziale, ma sfruttarla al massimo con i tipici carichi desktop è difficile.

Tempo di occupazione

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Il test sul tempo di occupazione mostra quanto a lungo l'unità ha lavorato effettivamente per completare l'operazione. È una misura delle prestazioni dell'unità, e non una visione completa delle prestazioni del sistema.

Test reattività BAPCo SYSmark

Normalmente svolgiamo il test di reattività con BAPCo SYSmark su un notebook Lenovo Y700-17, ma chiaramente non supporta gli SSD PCI Express in formato scheda. Abbiamo dovuto usare un PC desktop. Il computer che abbiamo usato è basato su piattaforma Z270 con una CPU Core i7-7700K. La piattaforma ci ha permesso d'intervenire su alcuni parametri. Abbiamo configurato il sistema per sperimentare differenti power state e misurare l'impatto sulla reattività del sottosistema di archiviazione.

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Ci sono funzioni di risparmio energetico regolabili sia nel sistema operativo e nel BIOS che permettono un'alimentazione dinamica del bus PCIe. Abbiamo usato diverse unità con tutte le impostazioni di risparmio energetico di default (on), e quasi tutti i risultati prestazionali sono simili. Le impostazioni sono così restrittive che un'unità ad alte prestazioni è frenata alle prestazioni di un'unità entry-level.

Abbiamo svolto il test di reattività con un Intel SSD 750 da 1,2TB e un Optane SSD 900P da 280 GB. Poi abbiamo disattivato le funzioni di risparmio energetico del PCI Express e svolto nuovamente il test del 900P.

I test ci mostrano quanto le impostazioni di risparmio energetico PCIe impattino sulla reattività del sistema. Se pensate di acquistare un SSD Optane, vi suggeriamo di intervenire sul vostro sistema per sfruttare l'unità al meglio possibile.

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