Optane Memory H20: poslední/nejnovější pokus o 3D XPoint v běžných PC
Intel vydává NVMe SSD Optane Memory H20, speciální tím, že na jednom modulu M.2 spojuje cache s next-gen nevolatilní pamětí 3D XPoint a běžné SSD s QLC NAND podobné Intel SSD 670p. Paměť 3D XPoint má výrazně zlepšit výkon a životnost celého úložiště. Jde o technologicky dost zajímavou věc, tím spíš, že všechna ostatní Optane SSD pro PC Intel přestal prodávat. Bohužel ani toto nechce pustit na volný trh a bude jen v OEM počítačích.
Na začátku roku se objevila nemilá zpráva, že Intel alespoň prozatím rezignoval na snahu přinést do světa počítačových úložišť revoluci v podobě pamětí 3D Xpoint, které mají výrazně lepší výkon a zejména také zapisovací životnost, než NAND. U té je dost rychlé opotřebovávání při přepisech asi obecně známý problém. Firma bohužel zrušila všechna Optane SSD, tedy disky používající místo NAND zmíněné next-gen (ale zároveň už několik let prodávané) nevolatilní paměti.
Jedinou výjimku z tohoto ortelu firma udělila diskům Optane Memory H20 – to jsou SSD moduly pro notebooky a PC, které jsou ovšem speciální. Obsahují sice paměti Optane/3D XPoint, ale jenom malou omezenou kapacitu, která neslouží jako celé SSD, ale jen jako rychlá cache s vysokou životností (ve srovnání s NAND). Vedle toto je pak na modulu zároveň integrované také SSD, pro které Optane Memory zajišťuje caching. Toto SSD naopak Intel vyrábí z QLC NAND, jejíž výkon je sám o sobě nízký a výdrž poměrně špatná. Tato koncepce měla premiéru ve formě modulů Optane Memory H10, nyní Intel uvádí už její druhou vylepšenou verzi jako Optane Memory H20.
Toto hybridní úložiště má provedení NVMe modulu M.2 s jednou stranou. Rozhraní je PCI Express 3.0 ×4, ale je to takové komplikované. Ve skutečnosti jsou linky rozdělené na PCIe 3.0 ×2, přes které je připojený samostatný řadič a paměť Optane, a přes druhé dvě linky PCIe 3.0 ×2 je pak separátně navěšené úplně samostatné SSD, podobné Intelu SSD 670p.
Obě tyto části se k procesoru nebo čipsetu připojují po své vlastní ose (takže systém musí podporovat rozdělení linek na ×2/×2) a až ovladače z nich dělají jedno úložiště. Toto klade závažné omezení: deska a CPU musí tyto moduly explicitně podporovat, což splňují jen procesory Intel Core 11. generace a desky pro ně s čipsetem generace 500 (případně notebooky). Musíte mít nainstalovaný ovladač Intel Rapid Storage 18.1. Pokud byste zkoušeli tento modul osadit třeba do platformy AMD, systém patrně nejen nebude umět spojit obě části do jednoho hybridního úložiště, ale navíc ani nemusí obě části modulu detekovat.
QLC část: SSD 670p s poloviční propustností rozhraní
Celé SSD má kapacitu buď 512 GB nebo 1 TB, což je tvořeno pamětí QLC NAND (144vsrtvou 3D NAND typu QLC, zatímco předchozí generace H10 měla 64vrstvé čipy). Je trošku škoda, že Intel nenabízí vyšší kapacity, protože to je právě to, kde je QLC NAND nejsmysluplnější. Použitý je řadič Silicon Motion SM2265, který je exkluzivně vyvinutý pro Intel.
Je zajímavé, že tento custom řadič je údajně založený na PCIe 4.0 řadiči SM2267 (jenž je třeba v Adata XPG Gammix S50 nebo Transcendu MTE240S), ale zrovna ta podpora PCIe 4.0 nebyla při úpravě pro Intel zachována. To je zvláštní a možná škoda, protože kvůli konstrukci celého modulu má řadič takto jen PCI 3.0 ×2 s propustností 2 GB/s, což asi omezuje teoretický výkon QLC části. PCIe 4.0 ×2 by bylo dobré řešení. Napadá mě, jestli třeba Intel nepostrádal PCIe 4.0 řadič pro Optane, a kvůli tomu musela být také druhá polovina modulu zpomalena na PCIe 3.0. Ale to je samozřejmě čistě hypotéza, možná by prostě jen benefit nebyl dost velký. Nabízelo by se i to, zda PCIe 4.0 nehrozilo horší efektivitou a výdrží na baterie v noteboocích, ale je to právě Intel, kdo implementoval PCIe 4.0 ×4 pro SSD do svým mobilních CPU…
32 GB Optane
Optanová část je na modulu zvlášť a má vlastní řadič, o kterém toho ale moc nevíme. Kapacita paměti 3D XPoint je 32 GB, což je pokrok proti minulé generaci, která nabízela jen 16 GB. Do cache se tak vejde větší část systému a aktivně používaných dat – a co nejlepší pokrytí I/O požadavků touto mezipamětí je potřeba, aby hybridní cachovací řešení fungovalo.
Samotné čipy 3D XPoint jsou pořád první generace. Intel už začal do serverových úložišť dodávat druhou generaci, spotřebitelský trh ale má pořád jen tu první.
Čtení a zápis používají RAID mezi čipy NAND a 3D XPoint
Výkon celého řešení slibuje Intel pro obě kapacity takovýto: sekvenční čtení má dosahovat rychlost až 3300 MB/s a sekvenční zápis až 2100 MB/s. Všimněte si, že to je nad limitem rozhraní PCIe 3.0 ×2 (2 GB/s teoreticky, prakticky spíše 1,8 GB/s kvůli režii). Intel údajně používá pro dosažení těchto špičkových hodnot nějakou formu RAID 0 stripingu mezi Optane a QLC NAND, kdy se data čtou z obou typů paměti zároveň – část bloků z Optane, část z NAND.
Náhodný výkon má dosahovat 390 000 IOPS při náhodném čtení a až 280 000 IOPS při náhodném zápisu (ale při přístupu do 8GB rozsahu). Latence čtení má být od 7 µs a latence zápisu od 12 µs (toto asi mohou být údaje pro práci s 3D XPointovou částí). Disky mají nečinnou spotřebu jen 35 mW, což není úplně špičková hodnota, ale pro notebooky pořád víc než vhodná. Aktivní spotřeba má být 170 mW, ale možná nejde o špičkový odběr při zápisu/čtení.
Disky Optane Memory H20 už prošly i prvními testy, recenzi má například AnandTech a Tom’s Hardware. Výkon je podle nich poměrně dobrý, když koncepce hybridního disku vyhovuje daným zátěžím. Když ale cache (a případně ještě zapisovací SLC cache NAND části) dojde, je výkon celkem nízký.
370 zapisovacích cyklů
Intel uvádí pro 512GB model výdrž 185 TB celkového zápisu, pro 1TB model pak 370 TB celkového zápisu (tedy 370 zapisovacích cyklů, ne o moc více, než u čistě QLC SSD). Ovšem jako obvykle nevíme, zda třeba není hodnota podhodnocena proti tomu, co by disk reálně při běžném provozu hodně využívajícím cache vydržel. Záruka je pětiletá.
Ani tato forma Optane už nebude volně na prodej
Bohužel pro nás samostavitele a nadšence do PC se tato SSD mají prodávat jen jako součást hotových PC – Intel je zpřístupní jen velkým výrobcům, jsou čistě pro OEM trh. Může se vám tedy stát, že je najdete uvnitř, až si příště pořídíte notebook nebo značkový desktop – na trhu se mají PC s těmito disky objevit podle Intelu počínaje 20. červnem. V retailu, tedy volně v eshopech se tentokrát prodávat nebudou, ač to Intel jednu chvíli plánoval. Nakonec od toho ustoupil a udělal z Optane Memory H20 čistě OEM produkt.
Proto také nemáme informaci o cenách. To je dost škoda, protože by bylo dost zajímavé porovnat konkurenceschopnost proti běžným nehybridním SSD, které by se daly koupit za stejnou částku.
Je otázka, zda to opět neukazuje, že Intel s technologií 3D XPoint poněkud nepřešlapuje a zbytečně brzdí její rozmach, ať už z bezradnosti, nebo z nějakých finančních důvodů. U modulů H20 se možná firma chce vyhnou problémům s kompatibilitou, protože asi je těžké uhlídat, aby moduly dobře fungovaly i se všemi požadavkům vyhovujícími retailovými deskami na trhu (nemluvě o problémech s tím, když modul někdo neznalý dá do nepodporované platformy AMD). Pokud bude produkt omezen jen na nějaké typy OEM desktopů a notebooků, bude mnohem snazší testovat a zajistit dobré fungování.
To nejlepší, nebo to nejhorší z obou světů?
Koncepce Optane Memory H10/H20 by měla ideálně kombinovat ty lepší vlastnosti Optane (vysoký výkon, životnost) a QLC NAND (nízká cena). Je ale otázka, zda je cachovací systém úplně ideální řešení. Zkombinování QLC NAND a Optane části s dvěma separátními řadiči dohromady logicky také zvyšuje výrobní náklady . Nelze se neptat, zda tato komplexita není zbytečná a není výhodnější mít prostě konvenční SSD s o něco dražší TLC NAND. Je totiž klidně možné, že díky větší jednoduchosti to nebude dražší. Dost by možná pomohlo, kdyby Intel vyvinul vlastní řadič, který by současně pracoval s NAND i s pamětí 3D XPoint, což se z nějakého důvodu zatím nestalo.
TLC SSD bude mít lepší „worst-case“ výkon při vysoké zátěži, kdežto Optane H20 bude mít vyloženě dobrý výkon jen tehdy, když bude pracovat se svou omezenou cache. Je asi škoda, že Intel nezkusil podobný modul postavit s TLC NAND a třeba s řadičem pro PCIe 4.0 ×4. Takto se totiž může stát, že celkovou kombinaci bude táhnout ke dnu QLC část a Optane Memory to nezvládne otočit, zatímco modul prodražuje. Místo kombinace výhod totiž hrozí i to, že nastane naopak synergie nevýhod – tedy vyniknou problémy QLC a k tomu zvýšená cena.
Jan Olšan, redaktor Cnews.cz
Škoda? Vážně? Člověku se chce spíše říct, kdo chce kam… Stýskat si taky můžeme u každého pentiózního NUC a mini pc s M.2+2.5″, ale koho to má pořád bavit?