Intel Optane P4800X評測:不用緩存和電容保護的SSD?
《Optane P4800X內存模式背後技術:Intel Memory Drive》
《Optane P4800X比快閃記憶體寫快3倍,殺手應用在哪裡?》
《從技術到應用:揭開3DXPoint Memory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。
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。
Optane SSD控制器和3D XPoint顆粒
迫不及待拆下散熱器,可以看到主控晶元的型號是Intel EAT39099,PCIe 3.0 x4介面、正面14顆3D XPoint Memory晶元這些我們之前都已經了解。
在Intel Optane P4800X背面對稱的位置也有14顆存儲晶元,它們的編號為Intel 29P16BIBLDNF2。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3D XPoint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QuantX SSD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。
Intel SSD P3700上的電容和DRAM緩存
在性能測試中用來跟Optane P4800X對比,Intel旗艦級的SSD DC P3700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。
Intel SSD DC P3700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64GB H.E.T(高耐久度)MLC NAND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:Intel 29F01T080CMFP。而我還是更關注一旁的Micron D9PQL內存晶元——4Gb(512MB)DDR3-1600規格,背面2顆加上正面3顆,4+1 ECC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SATA SSD,但Power Loss Imminent(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,Optane P4800X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Power Loss Imminent(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3D XPoint Memory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Optane P4800X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NVMe SSD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SYSBENCH 0.5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,PCIe SSD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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※評測:當Xeon核顯遇上3ds Max、Solidworks
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