英特尔3D XPoint内存SSD发布 性能秒杀各种NAND SSD

英特尔（Intel）终于发布了第一款采用3D XPoint内存的固态硬盘（SSD），这款Optane固态硬盘预期能为此试图在闪存与DRAM之间开创新市场的新一代内存技术，建立虽然小巧但意义重大的滩头堡。

新款DC P4800X系列固态硬盘采用NVMe标准接口，一开始将提供375GB容量、零售价1，520美元的版本，约是目前类似NAND快闪记忆卡的三倍价格；该SSD号称读写延迟低于20微秒（microsecond），以及估计一天30次磁盘写入的耐久度、长达三年的产品寿命。而在今年底之前，英特尔还将推出750GB与1.5TB、寿命估计可达五年的版本；该系列SSD都能以2.5吋的U.2接口以及扩充卡的规格供应。

英特尔的SSD性能号称依据工作负载，能比各种NAND快闪磁盘高出2.5倍到77倍；该款产品在读取速度上一般能轻松击败NAND SSD，但是非常依赖缓冲存储器的写入速度，两者之间则是不相上下。新款SSD一开始的目标市场很广泛，包括元数据（metadata）关键值搜寻、事务处理、登录/日志（logging/ journaling）以及内存数据库（in-memory database）。

同时英特尔将销售能“骗”各种程序与操作系统将该款SSD当成主存储器、替代或扩充DRAM的软件。该公司一位发言人表示，Optane控制芯片支持7信道，而因为平稳的芯片至信道下载（die-to-channel loading）而有最佳性能；第一版375 GB磁盘采用每信道4片媒介裸晶（media die），即总数28片裸晶。

Optane能随着工作负载增加而提供更快的写入速度（来源：英特尔）

Optane硬盘容量在用户空间以外的某些部分，是专属于错误纠正码（ECC）、固件与元数据，以确保其达到媲美NAND固态硬盘的可靠度；不过英特尔发言人表示，Oprane并不支持NAND的过容量（overcapacity），因为3D XPoint是一种位写入（write-in-place）媒介，与NAND闪存的分散不同。

英特尔婉拒预测这款新型SSD的销售量，不过期望英特尔与美光（Micron）在美国犹他州Lehi的合资晶圆厂在今年底之前的产能满载；该厂负责生产Optane以及美光Quantx固态硬盘采用的3D XPoint内存芯片，目前每月生产不到1万片的3D XPoint晶圆片。美光是在去年8月发表Quantx硬盘，到目前为止还未公布该产品规格、销售价格或是上市确切日期，仅表示今年会出货。

预期将会于服务器以及闪存磁盘阵列采用Optane的HPE （Hewlett Packard Enterprise）的储存部门主管估计，这款新型SSD将占据该公司明年采购之SSD总数量的5~10%；而市场研究机构 Web-feet Research的储存分析师Alan Niebel则估计，英特尔该产品在2017年的销售金额约会在1亿美元左右。

另一个变量是大型网络数据中心业者是否会广泛采用该款SSD；在一年前，Facebook对3D XPoint内存表示支持，并正在让RocksDB软件能对该内存提供支持，不过在今年的开放运算（Open Compute）会议上，Facebook的代表并没有提供关于采用该种SSD的最新消息。

在Optane发表会上，英特尔引述了一位阿里巴巴（Alibaba）数据中心主管的证言，他对于重新架构该公司的搜索引擎以利用Optane固态硬盘感到十分热衷；此外英特尔也将中国的腾讯（TenCent）、服务器大厂Dell EMC，以及联想（Lenovo）列为Optane支持者。

Niebel表示，Optane的初始规格以及售价都在合理范围，也符合业界预期；英特尔提供能让用户将之做为主存储器的软件，也为预计明年推出的3D XPoint DIMM板卡预先铺路。

英特尔表示Optane针对数据中心常见的低队列深度（low queue depths）进行了优化（来源：英特尔）

有少数新创公司开始推出采用磁性与电阻式RAM架构的替代方案，通常是锁定更利基型的应用；现在为SanDisk母公司的Western Digital （WD）在去年8月时表示，该公司将于十年之内推出ReRAM。

被称为“3D XPoint先生”的英特尔资深院士、内存技术开发总监Al Fazio表示：“这是在旅程中非常重要的一天，不过只是开始；我们现在已经开始提供DIMM样品。”他表示，应用于DIMM的芯片需要不到50%的性能改善，应该是来自于良率的改善：“打造DIMM基础架构是闸控（gating）而非媒介项目。”

Fazio表示，到目前为止3D XPoint技术的焦点都集中在材料科学，关键是找到并开发该芯片的正确材料组合，特别是选择器二极管（selector diode）需要能在CMOS后段工艺的低温之下运作。128Gb的首款3D XPoint内存在密度上完全超越DRAM，而且只落后NAND闪存一到两个世代，不过英特尔与美光在2015年7月大张旗鼓发表3D XPoint之后，产品上市却出现无预警延迟。

已退休的SanDisk创办人暨闪存技术先锋Eli Harari曾表示，新材料的功率与良率参数的特征化需要时间：“英特尔应该考虑将内存技术开放，并制造内存内处理器（processor-in-memory）芯片。”

英特尔的Fazio则表示，不同于部分竞争技术，3D XPoint并非被设计为嵌入式内存使用：“这种内存的架构是高容量、低延迟以及低成本。”英特尔的非挥发性内存事业群总经理Rob Crooke总结指出：“这里有数十亿美元的商机，而我们愿意为了掌握商机而投资。”