NVMe SSD已经落伍！Intel新上市3D XPoint“媲美”内存条

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  英特尔公司今天宣布了采用了3DXPoint存储技术的首款闪腾技术产品：称为英特尔闪腾固态硬盘DCP4800X的存储器。这是一块集成在PCle卡上的375GB大小的固态硬盘。从即日起限量发售，价格为1520美元，而在下半年将大量发售。在第二季度，将发布750GB的PCle版和375GB的U.2型款，而下半年计划发布1.5TB的PCle卡，750GB和1.5TB的U.2外存储器。3DXPoint是英特尔和Miron联合开发的新型永久固态存储器。这种存储器的具体工作方式的细节尚不可知——但是普遍认为是依靠改变电阻来记录数据的——总之其优异的性能表现让其应用广泛。最初消息发布时2015年的事了，英特尔宣称这款产品的速度将是NAND闪存的1000倍，比DRAM的存储密度大10倍，持续能力是NAND的1000倍。不过当时并未详细说明究竟是什么快，可能是读写速度，也没有说明是哪种NAND。随着如今产品发售，这些比较的具体说明也浮出水面。  

  英特尔的一页幻灯片明确表示：3DXPoint技术的延迟只有NAND闪存的千分之一（或者说约为DRAM的十分之一），存储密度是DRAM的十倍。P4800X的性能原始数据图在二月发布。总结起来是：这是一款数据中心专用配件，专为高读取/写入负载设计，并追求低延迟。队列传输率为读取2400MB每秒，写入2000MB每秒，性能不错，但是有些顶尖级别的NAND闪存读写速度还要略胜一筹。P4800X主打的功能是保持高速读写负载，同时维持低延迟。SSD生产商经常考虑的参数是IOPS，即每秒读写操作数（I/OOperationsPerSecond），这个数字自然越大越好，当然总有要注意的地方：这个数字计算过程中，队列深度（QueueDepth，一次可以传送到磁盘设备的命令数量）总是32，也就是说，虽然硬盘要接受大量的读写请求，但是等待队列中的操作永远是32个。在此队列深度下，NAND闪存固态硬盘能实现300000-400000的IOPS。而P4800X能实现550000的读取IOPS和500000写入IOPS[此处不严谨，IOPS是每秒读写操作数，如果单作读取和写入，可以只用OPS（每秒操作数），译注]，然而重要的是，英特尔宣称即便队列深度低，也能达到这个数值。途中表里数据标注出队列深度只有16，公司称现实中低到8才是最极限的情况。  

  除此之外，英特尔称每个读写操作的延迟即便在高负载之下也依旧很低。在队列深度为1的情况下，99.999%的操作读延迟都在60微秒（千分之一秒，100微秒以下的延迟肉眼几乎无法察觉）以内，写入延迟在100微秒以内。而队列深度为16的时候延迟分别升至150微秒以内和200微秒以内。作为比较，英特尔的P3700NAND固态硬盘只能让99%的操作延迟在2800微秒以内。同样，在持续写入负载情况下，P4800X依旧能保持读取低延迟。而P3700在写入带宽占用逐渐增加下，其读取延迟会稳定上升。听起来闪腾硬盘似乎可以用来当缓存使用了，但是英特尔的野心并不限于此。3DXPoint能支持字节寻址；也就是说，每个字节（存储基本单元，为8个比特，即八位0和1，1GB=10亿字节）都能单独访问和改写。这让其与NAND闪存相比优势巨大。  

  NAND的最小访问单元一般是512,2048或者4096字节的内存页（page）。这些页再组合成块（block），一般大小为16,128,256,512KB。读写操作必须在页上进行，然而每个页只能被写入一次。如果需要再写入，就必须擦除，但是擦除的时候不能单页擦除，必须整块一起擦除。硬盘的磁盘旋转能实现在扇区（sector）上的读写操作，一般要么是512字节（或者512字节+额外的簿记空间（bookkeeping）），或者4096字节（或者再加额外的存储空间）。但是有了3DXPoint技术，读写操作能在每个字节上进行。与闪存由于反复擦除导致物理性磨损的问题不同，3DXPoint的写入并不造成破坏。这让硬盘的耐用能力比同数据密度的NAND要强得多。英特尔表示闪腾固态硬盘能安全实现每天30次的写入，而一般每天整盘读写平均次数只有0.5到10次。  

  闪腾的低延迟和低损耗特性让其用于数据缓存和存储服务器再适合不过了。但是英特尔还开发了闪腾的新应用，充分发挥了这两项特性。P4800X能像一块普通的加了PCle的固态硬盘一样使用，但是英特尔开发了一个叫“内存硬盘技术”，让P4800X在合适的主板芯片组和处理器的协助下（意思是你必须用至强处理器），像RAM内存一样使用（有点类似虚拟内存）。闪腾的延迟和带宽性能都比DRAM要弱，但是数据密度更高，而且长远来讲价格更低。内存硬盘技术使用了预启动的中间件，并且对于操作系统完全透明，还能将常规DRAM和SSD结合形成一大块灵活的存取空间。对于大部分工作负载来说，这样的空间比同样大小的DRAM的存取空间的读写速度要慢一些，但是长期成本更低，而且功耗也略小一些。英特尔甚至称这样能加速某些工作负载；虽然闪腾“内存”比一般的RAM内存要慢一些，但是中间件能对数据存储进行管理和移动，因而往处理器的过程会更快，而且在使用了NUMA配置之后处理器还能协助完成工作。最大的有点可能是在潜移默化中增加了服务器的物理内存：两个socket至强系统能支持最多3TB的RAM内存，但是却能支持24TB的闪腾内存；4个socket系统最多支持12TB的RAM，但是闪腾却是48TB。这可能会让那些需要大量内存空间的应用更容易实现了。  

  如果买了个加了PCle的固态硬盘，拿回来当成内存用，可能看起来略为尴尬。明年英特尔还真准备发布闪腾DIMMS（Dual-Inline-Memory-Modules，双列直插式存储模块）。AndroidNougat第二个Beta版v7.1.2在3月20日正式登陆Pixel和Nexus系列手机，而一天之后谷歌又放出一个更大的惊喜。搜索巨头已经发布了Android系统的下一个大版本：An...。  

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