Intel Optane P4800X：不用緩存電容的SSD

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上面是塊什麼卡，我想不少人都已經知道，特別是關注《企業存儲技術》微信公眾號的讀者朋友們。如果還不了解也沒關係，下面列出之前我寫過Optane（傲騰）SSD和3DXPointMemory相關的東西，都看過至少能了解個大致的全貌了。

《OptaneP4800X內存模式背後技術：IntelMemoryDrive》

《不用快閃記憶體了，OptaneSSD為何還要28%的OP？》

《再談3DXPoint：延時、QoS與隊列深度》

《OptaneP4800X比快閃記憶體寫快3倍，殺手應用在哪裡？》

《當3DXPoint遇上SAPHANA：機遇與挑戰》

《另類VSAN選型、下一代3DXPoint分層架構》

《從技術到應用：揭開3DXPointMemory迷霧》

由於受撰文時間、手頭資料和水平所限，從今天來看以上文章中難免有不足之處。但正如我在第一篇（時間最早，排在最下面）標題中所寫的那樣，從技術到應用都講過不少。

現在，不僅IntelOptaneSSDDCP4800X375GBPCIe擴展卡正式發布，最新版本的VMwareVSAN6.6已經官方宣布支持。在不久之前，我就曾想過能否有機會第一時間測試OptaneP4800X，當這個願望變成現實的時候，還是有點小興奮的：）

由於拍攝角度光線的原因，上面照片中的P4800X型號信息可能不是特別清晰。其中包含容量點、產地（這塊卡還是在美國）還有NVMe的logo等。

OptaneSSD控制器和3DXPoint顆粒

迫不及待拆下散熱器，可以看到主控晶元的型號是IntelEAT39099，PCIe3.0x4介面、正面14顆3DXPointMemory晶元這些我們之前都已經了解。

在IntelOptaneP4800X背面對稱的位置也有14顆存儲晶元，它們的編號為Intel29P16BIBLDNF2。我覺得暫時還不用太關注該晶元的型號和參數，因為市場中幾乎還沒有同類產品，這裡不能叫快閃記憶體了，因為3DXPoint屬於SCM（存儲級內存）。等到傲騰面向數據中心的更多容量點發布，或者未來Micron使用同類晶元的QuantXSSD推出之後可能才有對比晶元的意義。

與使用NAND快閃記憶體的SSD相比，Optane上面明顯少了一些元件，這個我們找塊卡對比下就很容易看出。

IntelSSDP3700上的電容和DRAM緩存

在性能測試中用來跟OptaneP4800X對比，Intel旗艦級的SSDDCP3700顯然很合適。上面的照片我特彆強調了一下兩顆電解電容，它們的作用是掉電保護——異常斷電時將SSD臨時buffer（而不是大容量DRAM緩存）中的數據寫入快閃記憶體。這塊P3700的散熱器貼合比較緊，再加上也不是新品了，我也就沒有執著於拆解，接下來看看背面就行了。

IntelSSDDCP3700的控制器支持18個快閃記憶體通道，這塊2TB卡正反面共有36顆64GBH.E.T（高耐久度）MLCNAND快閃記憶體顆粒。我用紅色箭頭指出的是2顆DRAM緩存晶元，當然卡的正面也有。

這張放大圖可以看到NAND快閃記憶體的型號：Intel29F01T080CMFP。而我還是更關注一旁的MicronD9PQL內存晶元——4Gb（512MB）DDR3-1600規格，背面2顆加上正面3顆，4+1ECC之後可用容量為2GB，相當於2TB快閃記憶體1/1000容量，正好符合元數據映射表的需求。

從Intel資料中我找到一張圖來輔助說明下，上面這個是企業級SATASSD，但PowerLossImminent（PLI）技術的原理是一樣的。左邊的電容負責在異常斷電時，將SSD控制器中的存儲Buffer數據寫入NAND快閃記憶體。我們知道SSD主控晶元里一般都集成有少量DRAM和SRAM，Intel在這裡保護的是臨時緩衝，避免其中數據丟失或者快閃記憶體頁面部分寫入的情況發生。

由於這個數據量不大，所以對電容的需求也不高。至於控制器外部的DRAM緩存，裡面的快閃記憶體映射表數據並不是唯一的，所以如果掉電時需要處理的話，我想應該也只是保護少量正在寫入快閃記憶體頁面的數據。映射表放DRAM更多目的應該是加速元數據讀訪問，像以前一些Host-based架構設計的PCIe快閃記憶體卡是把這個映射表放在系統內存里，FTL在主機端實現。

在兩年多以前的《SSD緩存掉電保護：3種方案的利與弊》一文中我曾經做過相關討論，後來看其中內容不完全準確，但應該還有值得大家參考的東西。

通過對比不難看出，OptaneP4800X上沒有單獨的緩存晶元，也沒看到有大容量電容。而據了解它實際上仍然具備PowerLossImminent（PLI）技術，需要保護的臨時buffer數據量很小而已。元數據映射表不再放在單獨的DRAM中，因為3DXPointMemory本身就是一種非易失性內存介質，而且它的速度足夠快。

應用測試展望

以前寫過的內容就盡量不重複了。在下一篇列出OptaneP4800X性能測試結果之前，我先簡單回顧下在媒體報道中看到過的應用表現，硬體本身的性能Intel資料中已經寫的比較清楚了。

「以上數據為fio(ioengine=libaio)測試採集。使用方式，將傲騰固態盤作為內存及基於NAND的NVMeSSD之間的緩存層，寫磁碟是3副本落盤。」

大家還記得騰迅雲那篇搶先發布的新聞稿嗎？還是上面這段技術描述客觀一些並且好理解。

「以上數據為基於350GB容量資料庫測試，基準性能測試SYSBENCH0.5採集，以上資料庫測試經過資料庫內核緩存、sql解析、sql語句優化等，同時與表結構和事務相關。」

按照常規理解，PCIeSSD的延時性能對於傳統關係型資料庫來說已經比較短了；如果看IOPS，Optane寫提高較多（50萬vs.17.5萬，約3倍），而讀IOPS與PCIe快閃記憶體卡之間的差距沒有這麼大。

是什麼原因導致了Optane在QPS測試中的優勢呢？這就是我們在後續測試中要探索、驗證的東西。敬請繼續關注…

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