18 августа на форуме IDF 2015 компания Intel впервые продемонстрировала память на технологии 3D XPoint (кросспойнт). Уже в следующем году накопители с использованием этого типа памяти появятся на рынке под торговой маркой Optane. Сообщается, что это принципиально новый тип памяти, который отличается от флэш-памяти твердотельных накопителей. 3D XPoint должен быть в тысячу раз быстрее NAND и в выдерживать в тысячу раз больше циклов записи. Новый тип памяти обладает на порядок большей плотностью данных.

Но Intel и Micron — вторая компания, в сотрудничестве с которой была создана технология — скрывают как принцип работы новой памяти, так и реальные приросты производительности.

На данный момент обе компании с осторожностью говорят об общих приростах производительности. Также известно, что память будет доступна в виде планок DIMM и твердотельных накопителей. Цена Optane тоже будет следовать этому принципу: она будет где-то между флэш-памятью и модулями оперативной памяти.

В октябре во время конференции OpenWorld компании Oracle глава Intel Брайан Кржанич показал со сцены реальные прототипы памяти и несколько тестов. Optane вновь сравнили с обычными твердотельниками.


Стандартные обещания о новой памяти

В современных машинах производительность часто ограничена скоростью ввода-вывода на постоянное запоминающее устройство. Поэтому новая технология так важна для высокопроизводительных систем, в которых особенно чувствуется отсутствие баланса между быстротой процессора и его оперативной памяти. Для демонстрации тестов Кржанич показал со сцены машину, на которой проводились тесты. Сервер выглядел на стандартный одноюнитовый оракловский X5-2 с двумя сокетами под процессоры Xeon E5 v3 (Haswell). Сервер поддерживает технологию NVM Express.



На сервере были запущены два теста с использованием оракловского клона Red Hat Enterprise Linux. Каждый из тестов был запущен на твердотельнике Optane и традиционном Intel P3700, последний здесь выступал в роли «обычного порошка». Конкретные имена приложений тестов не были названы.



Первый тест показал преимущество в 4,42 раза по числу операций ввода-вывода в секунду и задержку в 6,44 раза меньше. Второй тест говорил о ещё более сильном преимуществе: в 7,13 раз больше скорости, в 8,11 раз меньше задержка. Было бы очень интересно узнать, что конкретно тестировалось.



Показанный результат находится примерно на том же уровне, который демонстрировался на IDF 2015 в августе. Тогда Intel гордо показывала со сцены цифры в 5,46 и 7,23 раза больше числа операций ввода-вывода в секунду. Но это всё равно куда ниже красивых заявлений о тысячекратных приростах. Кржанич пообещал, что Optane даст в примерно 200 раз меньшую изменчивость. Вероятно, под этим он имел в виду то, что задержка доступа к данным будет находиться в определённом узком интервале и не будет сильно меняться. В Intel хотят обеспечить большую постоянность производительности, заявил Кржанич.

3D XPoint слишком быстра, чтобы держать её далеко от процессора. Optane будет доступна как в виде традиционных твердотельных накопителей, так в качестве модулей оперативной памяти, которые не теряют данные при отключении. Со сцены Кржачин показал механическую модель будущего модуля памяти Optane, который будет вставляться в слот DDR4.

Если не считать кэш-памяти, то Intel ушла с рынка производства модулей памяти в 1985 году из-за большой конкуренции. Похоже, в следующем году состоится частичное возвращение. Кржанич пообещал работающие модули памяти Optane для тестов уже в этом году. Энергонезависимая память не будет сбрасываться при потере питания, вероятно, к этому придётся привыкнуть. Но отключить сервер и украсть данные не удастся, поскольку они зашифрованы. Легко предположить, что планки памяти формата DIMM могут потребовать проприетарной интеловской логики, что исключит использование в сторонних решениях.

Intel продолжает сохранять завесу тайны над самым главным: на каком принципе основана работа 3D XPoint. Всё, что известно — это использование 3D-структуры для создания ячеек с изменением фазового состояния для хранения данных. (Очень легко найти патент под названием «Ячейка памяти X-point», который был подан в 2000 году.) Ни Intel, ни Micron не называют конкретные ожидания о сроках жизни ячеек памяти. Intel категорично отрицает, что 3D XPoint — это мемристор.

Сфера применения Optane — это определённо не домашние компьютеры. Intel говорила об этом и раньше, и выбор мероприятия Oracle намекает на нацеленность на серверы для баз данных и других приложений big data. Optane запланирована к выходу в 2016 году.