或?qū)⒏淖働C理論架構(gòu)？淺析Intel的傲騰存儲(chǔ)技術(shù)

　　幾十年前，Intel創(chuàng)始人之一“戈登·摩爾”(Gordon Moore)提出，“當(dāng)價(jià)格不變時(shí)，集成電路上可容納的元器件的數(shù)目，約每隔18-24個(gè)月便會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍。換言之，每一美元所能買(mǎi)到的電腦性能，將每隔18-24個(gè)月翻一倍以上。這一定律揭示了信息技術(shù)進(jìn)步的速度。”而這就是我們現(xiàn)在侃侃而談的“摩爾定律”。當(dāng)然，這一理論已經(jīng)經(jīng)歷了半個(gè)世紀(jì)，但仍然應(yīng)驗(yàn)!

　　2017年4月24日，Intel傲騰內(nèi)存模塊于京東首發(fā)，16G容量賣(mài)到了379元;Intel傲騰技術(shù)的誕生，或多或少的改變著目前存儲(chǔ)市場(chǎng)的主要格局。從目前來(lái)看，無(wú)論是SSD還是HDD市場(chǎng)都已經(jīng)逐漸形成寡頭形態(tài)，無(wú)論是希捷和西部數(shù)據(jù)壟斷HDD市場(chǎng)，還是三星、SK海力士、美光、閃迪以及東芝瓜分閃存市場(chǎng)，新進(jìn)廠商的技術(shù)和資金門(mén)檻都非常高，即便像紫光這樣大舉殺入半導(dǎo)體市場(chǎng)的企業(yè)，投資數(shù)千億元，都難有撼動(dòng)市場(chǎng)格局的能力。

　　而就讓人認(rèn)為“摩爾定律”一直按部就班之時(shí)，傲騰(Optane)技術(shù)的到來(lái)打破了這一定律的預(yù)期。

　　早在一年多前，Intel發(fā)布了3D Xpoint技術(shù)，而這一技術(shù)在當(dāng)時(shí)并沒(méi)有留給世人太多的印象，但從內(nèi)存到硬盤(pán)的存儲(chǔ)產(chǎn)品，性能和容量的提升都變得非常緩慢;動(dòng)輒幾十倍上百倍性能和技術(shù)的提升滿足了整個(gè)行業(yè)的好奇心。

　　木桶效應(yīng)的理論大家都懂，傲騰的出線或許是一根能夠補(bǔ)齊短板的木條。在如今的PC中，存儲(chǔ)產(chǎn)品似乎拖了整個(gè)系統(tǒng)的后腿，曾經(jīng)最有效的性能提升手段，已經(jīng)從增加內(nèi)存變?yōu)樘砑覵SD。但是在預(yù)算有限的情況下，系統(tǒng)所添加的SSD并不能滿足現(xiàn)實(shí)需要，比性能更凸顯的矛盾是容量。在這里不得不提的也是此前英特爾推出的TurboMemory，雙硬盤(pán)(獨(dú)立)或者混合硬盤(pán)(加速)方案，都是面向預(yù)算充足的中高端系統(tǒng)，而面對(duì)預(yù)算有限的PC提供有效的加速方案方面就略顯不足。

　　傲騰(Optane)首先改變了產(chǎn)品定位，從再加速轉(zhuǎn)變?yōu)榧铀?。混合加速方案的軟件平臺(tái)Windows ReadyDrive早已非常成熟，但是對(duì)應(yīng)的硬件方案，無(wú)論是TurboMemory+HDD還是SSD+HDD都已經(jīng)被實(shí)質(zhì)淘汰，即實(shí)際使用率或配置率極低，容量不足以及SSD如何在中高端筆記本電腦上普及，是前者推出市場(chǎng)的主要原因，而SSD性能本身的短板，則是混合方案失敗的主因。

　　Intel傲騰(Optane)延續(xù)了混合硬盤(pán)的解決方案，而且從性能指標(biāo)上并不比NVMe接口的高端SSD更出色，它甚至被拿來(lái)與消費(fèi)級(jí)高端的三星960Pro/Evo、英特爾600p/6000p進(jìn)行比較。以定位相對(duì)較低的英特爾600p系列產(chǎn)品為例，容量?jī)H有16GB/32GB的Optane Memory讀性能超過(guò)最小容量的600p，而I/O能力也在其之上，甚至讀I/O性能大幅領(lǐng)先。而3D NAND普遍在1x ms水平，更高端的Pro 6000p以及三星的960Pro/Evo在I/O性能方面的提升更為顯著，實(shí)際測(cè)試也反映出它們完全在另一個(gè)境界。

　　或許，傲騰技術(shù)的出線確實(shí)能夠顛覆這個(gè)行業(yè)，但在相同成本下用戶能否接受傲騰?成為了更為關(guān)鍵的一部分。

　　傲騰或?qū)⒏淖働C理論架構(gòu)?

　　HDD的緩慢，與其特殊的機(jī)械結(jié)構(gòu)和線性存儲(chǔ)邏輯有關(guān)，因此就有了轉(zhuǎn)速越高性能越高、道間與最大尋道時(shí)間差異極大、碟片/磁頭數(shù)量減少抵消單碟容量增加帶來(lái)的性能改進(jìn)等一系列“奇葩”現(xiàn)象。特別是原本依靠單碟容量增加可以有序地提高性能，但是在成本和功耗等多因素影響下，HDD碟片數(shù)量2快速縮減到1、轉(zhuǎn)速?gòu)暮愣?200r/min向5900r/min或可變轉(zhuǎn)速改進(jìn)，即便單碟容量艱難提升到2TB，是此前的4~5倍，而吞吐性能提升幅度不超過(guò)50%，而尋道或者在其他設(shè)備中可視作延遲的性能還有所下降，誰(shuí)來(lái)破解存儲(chǔ)性能上的矛盾?

　　SSD、HDD等存儲(chǔ)技術(shù)的原理已經(jīng)穩(wěn)定數(shù)十年沒(méi)有大突破，令存儲(chǔ)性能裹足不前，而結(jié)合DRAM的速度、Flash的非易失性和HDD的低成本，是長(zhǎng)久以來(lái)科學(xué)家們尋求的突破方向。隨著英特爾公布3D Xpoint技術(shù)，成為第一種可以規(guī)模量產(chǎn)的此類(lèi)產(chǎn)品。其他技術(shù)都距離產(chǎn)品化乃至商品化還有相當(dāng)?shù)木嚯x，而基于3D Xpoint技術(shù)的Optane(傲騰)已經(jīng)在3月正式發(fā)布，面向消費(fèi)市場(chǎng)的傲騰于二季度正式開(kāi)售，入門(mén)級(jí)產(chǎn)品價(jià)格不過(guò)379元，就能改進(jìn)今天PC的架構(gòu)，解決PC最大的性能提升瓶頸問(wèn)題。  

　　Optane有著卓越的性能和出色特性，其讀寫(xiě)原理類(lèi)似于DRAM，通過(guò)行、列地址交叉確定位置，而3D的立體構(gòu)造，則可將不同“位”的數(shù)據(jù)存放于不同“樓層”，地址還是一個(gè)，卻可以一次性定位獲取多個(gè)字節(jié)(依層數(shù)而定)的數(shù)據(jù)，性能和存儲(chǔ)密度都大幅度提高。由于Optane讀寫(xiě)原理有別于Flash，因此沒(méi)有令人頭疼的耐久性問(wèn)題，其壽命可與DRAM媲美，同時(shí)它還沒(méi)有DRAM的易失性，可以像Flash一樣無(wú)電長(zhǎng)期保持?jǐn)?shù)據(jù)。

　　但傲騰其中的問(wèn)題也是有的。目前其成本仍然高于TLC Flash，但是隨著英特爾和其合作伙伴Micron開(kāi)始規(guī)模生產(chǎn)，再加上制程提高對(duì)成本的抑制作用，容量過(guò)1TB的Optane SSD已經(jīng)在今年發(fā)布的Road Map中。在消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)上，Optane Memory的不足，則更多的是因?yàn)槭袌?chǎng)原因，即人為的刻意限制，如目前只有最新的200系列芯片組加上7代酷睿(不支持Pentium和Celeron)可以使用、容量小(16GB、32GB)、價(jià)格略高(16GB為379元)和只開(kāi)通PCI-E 3.0 x2模式等，這一系列的問(wèn)題確實(shí)也是網(wǎng)友們擔(dān)心的，老舊機(jī)不能升級(jí)總歸是瓶頸，但從現(xiàn)在來(lái)看，傲騰技術(shù)改變PC架構(gòu)這一說(shuō)法為時(shí)尚早。

　　持久性與用戶接受度

　　雖然同為半導(dǎo)體+HDD的雙硬盤(pán)組合，但是早早入市的SSD為HDD做Cache實(shí)現(xiàn)全盤(pán)加速的解決方案如今已被束之高閣，F(xiàn)lash較高的延遲、難以滿足超高頻度讀寫(xiě)的耐久性問(wèn)題、全盤(pán)加速性能遜色于單SSD的現(xiàn)實(shí)以及全盤(pán)加速模式設(shè)置的復(fù)雜性，都令用戶更傾向于將SSD和HDD分開(kāi)使用，這也極大地影響了跨盤(pán)使用的性能體驗(yàn)。

　　傲騰技術(shù)原理的不同，讓用戶完全不用擔(dān)心延遲、耐久性和性能損失問(wèn)題，再加上英特爾專(zhuān)門(mén)為傲騰推出了新版RST軟件，確認(rèn)開(kāi)啟加速系統(tǒng)自動(dòng)完成設(shè)置，使其可用性、易用性大大提升。加速完成后，傲騰和HDD邏輯上將合并為單一驅(qū)動(dòng)器，因此也不會(huì)對(duì)系統(tǒng)管理和用戶使用習(xí)慣造成任何影響，全HDD容量可實(shí)現(xiàn)如傲騰存儲(chǔ)性能的加速表現(xiàn)。 

　　相信有著這樣的實(shí)際表現(xiàn)，傲騰將很快普及到對(duì)性能和容量有著同時(shí)要求的領(lǐng)域，最先的收益者是還占市場(chǎng)份額85%以上的單HDD配置的臺(tái)式電腦用戶。對(duì)他們來(lái)說(shuō)，比主機(jī)平均價(jià)格再額外投資10%，所得到的卻是過(guò)去的解決方案多投資100%也做不到的。從這點(diǎn)來(lái)說(shuō)，傲騰對(duì)PC架構(gòu)改進(jìn)的推動(dòng)力是空前巨大的。

　　但從目前的市場(chǎng)來(lái)看，傲騰在用戶接受度方面并不是很普遍，一些7代以下的老機(jī)器無(wú)法升級(jí)可以說(shuō)是非常尷尬的，但也不排除日后傲騰將進(jìn)行進(jìn)一步的拓展，或許在今后傲騰存儲(chǔ)技術(shù)繼續(xù)革新后，已經(jīng)用過(guò)幾年的筆記本、二奶機(jī)也都能使用這種高端的技術(shù)，但持久性、穩(wěn)定性或許就要根據(jù)不同的平臺(tái)見(jiàn)分曉了，可能很順利，但前進(jìn)的路會(huì)非常艱辛。

　　或許用戶對(duì)于傲騰技術(shù)的迫切感還沒(méi)有那么發(fā)燒，不像核心硬件一樣能有一些讓你熱血沸騰的元素在其中;但I(xiàn)ntel傲騰技術(shù)的革新確實(shí)也震撼到了整個(gè)存儲(chǔ)領(lǐng)域，讓一些前些年看似“天方夜譚”的技術(shù)轉(zhuǎn)化為顯示。關(guān)于傲騰，它很厲害，但也和剛出生的孩童一般，需要一步進(jìn)一步的進(jìn)步和完善。