據(jù)報(bào)道,，英特爾傲騰(Optane)內(nèi)存即將從4月24日起上市,，一項(xiàng)新的指標(biāo)出現(xiàn)了，它將有機(jī)會(huì)改變電腦配置和心能格局,。什么是評(píng)價(jià)電腦的關(guān)鍵指標(biāo)?CPU,、內(nèi)存,、硬盤、顯示卡,，這些簡(jiǎn)單羅列在產(chǎn)品包裝上的信息勾勒出電腦的基本水平,。下面就隨半導(dǎo)體小編一起來(lái)了解一下相關(guān)內(nèi)容吧。

英特爾傲騰(Optane)內(nèi)存面世

內(nèi)存對(duì)于計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)始終是一種稀缺資源,，上到大型計(jì)算機(jī),、高性能計(jì)算機(jī)，小到智能手機(jī),、可穿戴設(shè)備,。數(shù)十年前業(yè)已成型的馮·諾依曼計(jì)算機(jī)架構(gòu),，確立了計(jì)算和存儲(chǔ)兩者間的關(guān)系,。更具體一些，負(fù)責(zé)實(shí)質(zhì)計(jì)算的CPU中ALU單元只會(huì)從固定的位置(寄存器)獲取數(shù)據(jù),，計(jì)算結(jié)果也只會(huì)存在固定位置,，而CPU的控制單元(CU)根據(jù)指令不斷地將數(shù)據(jù)放入或取出，完成了整個(gè)計(jì)算的過(guò)程,。實(shí)際情況略復(fù)雜一些,，CU所讀寫的數(shù)據(jù)還包括了地址信息,，這樣它才知道數(shù)據(jù)從何出來(lái)或向何處去。和同樣起到緩沖作用,、但以減低接口壓力的Buffer不同,，Cache是加速內(nèi)存數(shù)據(jù)存取，經(jīng)過(guò)Cache一級(jí)一級(jí)的映射和預(yù)取,，內(nèi)存逐漸接近并匹配千倍于其速度的ALU,，計(jì)算的瓶頸隨之打破。在整個(gè)映射過(guò)程中,，內(nèi)存中數(shù)據(jù)的地址,，并未因映射而改變。

英特爾傲騰(Optane)內(nèi)存產(chǎn)品

從硬盤到傲騰

雖然中文都是一樣的“內(nèi)存”,，但是Memory,、RAM和DRAM卻是截然不同的含義。馮·諾依曼架構(gòu)的內(nèi)存是Memory,，數(shù)據(jù)能通過(guò)地址索引存儲(chǔ)在上面就可以,，而RAM則是落地到計(jì)算設(shè)備(計(jì)算機(jī)、手機(jī)等)的Memory技術(shù)類型,，具體的產(chǎn)品是DRAM,，對(duì)應(yīng)關(guān)系如同外存 --> 光盤 --> DVD一樣。即便已經(jīng)是相對(duì)最便宜的類型,，DRAM價(jià)格仍然高達(dá)10美元/GB,，是主流外存設(shè)備HDD有著100倍以上的價(jià)格差距。更致命的是,，DRAM是典型的易失性半導(dǎo)體,，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是斷電就會(huì)丟失數(shù)據(jù)，不僅需要在通電狀態(tài)下不斷刷新數(shù)據(jù)(通過(guò)讀操作完成),，而且每次加電,，都需要重新從外存加載數(shù)據(jù)，說(shuō)白了就是從更慢的硬盤上讀取系統(tǒng),、應(yīng)用和數(shù)據(jù),，這就是為什么硬盤的速度對(duì)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間的影響最大最直接了。

與內(nèi)存相對(duì)應(yīng),，外存是容量更大,，同時(shí)不以內(nèi)存地址映射表形式保存數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器，HDD(硬盤)可謂是我們最熟悉,，并且仍然是最主流的外存產(chǎn)品,，其存儲(chǔ)邏輯已變?yōu)榉謪^(qū)表索引扇區(qū)的形式，SSD在存儲(chǔ)邏輯上與HDD并無(wú)差異,，而物理介質(zhì)上的存儲(chǔ)邏輯有別,，另外就是相應(yīng)延遲更短,、數(shù)據(jù)持續(xù)傳輸帶寬更高。

對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)說(shuō),，它并不“認(rèn)得”外存,，OS(操作系統(tǒng))起到了很好的“翻譯”作用，將系統(tǒng)發(fā)出的內(nèi)存訪問(wèn)需求轉(zhuǎn)化為硬盤讀寫操作,，DOS(Disk Operating System,，磁盤操作系統(tǒng))就是這么來(lái)的。計(jì)算機(jī)并不知道數(shù)據(jù)真實(shí)存儲(chǔ)在何處,，而OS知道,，當(dāng)要訪問(wèn)的數(shù)據(jù)不再內(nèi)存中時(shí)，OS會(huì)臨時(shí)將其從外存中調(diào)入,，這個(gè)速度只有直接訪問(wèn)就能獲得數(shù)據(jù)的千分之一,，在獲得該數(shù)據(jù)前計(jì)算機(jī)只能等待，所有時(shí)間被浪費(fèi),。經(jīng)過(guò)優(yōu)化的OS或驅(qū)動(dòng)程序,，可以預(yù)判計(jì)算機(jī)將要求的下一個(gè)數(shù)據(jù)，從而提前將其裝入內(nèi)存,。至于為什么OS不把所有數(shù)據(jù)都裝入內(nèi)存,，以減少數(shù)據(jù)等待時(shí)間，這還不都是容量不夠,、價(jià)格高企造成的么,。使用高性能SSD能解決從外存獲取數(shù)據(jù)速度的問(wèn)題么?這里先留給懸念，稍后詳細(xì)解讀,。

新的思路

技術(shù)已經(jīng)發(fā)布一年多的3D Xpoint,，終于以O(shè)ptane(傲騰)的產(chǎn)品形式落地了，姑且不論面向企業(yè)級(jí)高性能存儲(chǔ)市場(chǎng)的Optane SSD和暫未推出的Optane DIMM,，先來(lái)說(shuō)說(shuō)解決PC外存性能不足問(wèn)題的第三種產(chǎn)品形式Optane Memory,。

Optane Memory是夾在內(nèi)存(DRAM)和外存(HDD)中的“勸架人”，又是OS處理數(shù)據(jù)訪問(wèn)需求的好幫手,，它情商頗高,，三頭都喜歡它，內(nèi)存和外存都愿意與它交換數(shù)據(jù),，OS對(duì)它管理外存的能力非常放心,。而在Optane Memory誕生之前，內(nèi)存總是埋怨外存“太肉”,，而外存則抱怨內(nèi)存對(duì)它呼來(lái)喚去都快累死了,，OS經(jīng)常里外不是人,。

Optane Memory憑什么讓大家都喜歡它?這還要從它的身世說(shuō)起,。今天的計(jì)算機(jī),，特別是PC核心的性能瓶頸已經(jīng)從CPU、內(nèi)存轉(zhuǎn)移到外存,，更高頻率的CPU,、更大容量的內(nèi)存，只能解決有限的數(shù)據(jù)問(wèn)題,，一旦牽扯到更大量的數(shù)據(jù),，就必須和慢吞吞的外存打交道。甚至在越來(lái)越多的實(shí)際應(yīng)用中,，更大的內(nèi)存拖累了PC的性能體驗(yàn),。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)OS獲知有4GB內(nèi)存時(shí),，它會(huì)調(diào)用較少的2GB數(shù)據(jù),，100MB/s讀寫性能的HDD需用時(shí)20秒;而當(dāng)內(nèi)存增至8GB，OS會(huì)允許調(diào)入6GB數(shù)據(jù),，需讀取數(shù)據(jù)60秒,，PC等待時(shí)間變長(zhǎng)、體驗(yàn)變差,。好在這只是個(gè)比方,，現(xiàn)實(shí)中的OS沒有那么不濟(jì)，可以在數(shù)據(jù)部分調(diào)入內(nèi)存后就允許CPU還是工作,，極端情況下已經(jīng)處理的數(shù)據(jù)回寫與讀取數(shù)據(jù)的沖突才更令人撓頭,。

Optane Memory恰好出現(xiàn)在這個(gè)位置。它本質(zhì)上是一種緩存,，在英特爾RST(Rapid Storage Technology)驅(qū)動(dòng)幫助下,，它可以協(xié)助OS將HDD上的頻繁訪問(wèn)數(shù)據(jù)預(yù)讀到自己內(nèi)部，等待OS隨時(shí)發(fā)號(hào)將數(shù)據(jù)裝入內(nèi)存的施令,。Optane Memory采用了全新的存儲(chǔ)介質(zhì),，響應(yīng)時(shí)間為ns級(jí)別、速度是GB/s級(jí)別,，均比高性能SSD高一個(gè)數(shù)量級(jí)以上,，以接近甚至達(dá)到DRAM的水平，可謂一呼即應(yīng),。目前Optane Memory模塊已推出16GB和32GB兩種容量,，能夠輕易做到兩倍于主流電腦DRAM容量的水平，再也不用擔(dān)心512MB或1GB的TurboMemory模塊上所出現(xiàn)的數(shù)據(jù)量不夠內(nèi)存用的問(wèn)題,，對(duì)DRAM來(lái)說(shuō),，由它所供給的數(shù)據(jù)可謂源源不絕。同時(shí)，Optane Memory與DRAM的特性相同,，支持多任務(wù)并行操作,，在不斷喂飽DRAM的同時(shí)還能從HDD繼續(xù)讀取數(shù)據(jù)或?qū)?shù)據(jù)寫回HDD，這個(gè)能力可謂是HDD技術(shù)發(fā)展幾十年來(lái)夢(mèng)寐以求的能力,。對(duì)HDD來(lái)說(shuō),，Optane Memory既遷就了它的低速、“同意”用時(shí)間換總量,，又擋住了嚴(yán)重影響用戶體驗(yàn)和小數(shù)據(jù)頻繁讀寫,，對(duì)延長(zhǎng)壽命、降低功耗頗有貢獻(xiàn),。

新性能指標(biāo)

如今,，對(duì)尋求性能的PC來(lái)說(shuō)，配備SSD是相當(dāng)不錯(cuò)的選擇,，但與此同時(shí),，容量和價(jià)格的問(wèn)題困擾著它完全取代HDD，在預(yù)算允許的情況下,，SSD+HDD的雙盤方案成為可能,。然而，從整體PC配備的硬盤情況來(lái)看,，雙盤的比例恰恰最低,，從金錢到管理，成本問(wèn)題是最大的障礙;使用集成NAND模塊為HDD加速的SSHD產(chǎn)品配備率也不高,，產(chǎn)品選擇少,、性能提升有限等因素是主要制約。對(duì)更多用戶來(lái)說(shuō),，單盤仍然是主要選擇,，而其中單HDD攜容量和成本優(yōu)勢(shì)占據(jù)85%的份額。

Optane Memory很有可能改變這一市場(chǎng)格局,，甚至成為實(shí)質(zhì)拉動(dòng)存儲(chǔ)性能上新臺(tái)階的推手,。在SSD價(jià)格不跌反漲的當(dāng)下，Optane Memory可以讓數(shù)TB容量的數(shù)據(jù)達(dá)到甚至超越SSD的性能表現(xiàn),，同價(jià)格情況下,，SSD只有100GB量級(jí)的容量?；氐絼偛帕粝碌陌?，除了局促的容量難以令SSD發(fā)揮出最佳性能，SSD在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)邏輯中仍舊是外存設(shè)備,，其上存儲(chǔ)的是文件,，但是Optane Memory在RST的幫助下，已經(jīng)將HDD上的文件整理為內(nèi)存直接可用的數(shù)據(jù)塊，在系統(tǒng)調(diào)用時(shí)直接減少了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的過(guò)程,，對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)響應(yīng)更快至DRAM水平,。

更具意義的部分在于，Optane Memory性能是如此出色,，竟還被OS當(dāng)作硬盤使用,。當(dāng)開啟虛擬內(nèi)存功能時(shí),，內(nèi)存鏡像要暫存至HDD,，這個(gè)功能雖緩解了系統(tǒng)內(nèi)存不足問(wèn)題，但HDD太慢,，動(dòng)輒過(guò)GB虛擬內(nèi)存頁(yè)的讀寫交換過(guò)程嚴(yán)重影響體驗(yàn),。Optane Memory在此時(shí)變身為影子HDD，帶來(lái)數(shù)十倍的速度提升,，變相增加了系統(tǒng)內(nèi)存容量,，形成了類似Xeon平臺(tái)+Optane SSD才能做到的內(nèi)存池(Memory Pool)特性，即DRAM+Optane Memory(虛擬內(nèi)存形式),。這也可以解釋為何在實(shí)際測(cè)試中,，4GB內(nèi)存+16GB Optane Memory的系統(tǒng)比配備8GB內(nèi)存的HDD系統(tǒng)性能更為出色了。

如今,，主流PC的內(nèi)存容量不過(guò)8GB-16GB,，數(shù)百元的Optane Memory就能帶來(lái)數(shù)千元內(nèi)存才能做到的32GB-64GB內(nèi)存性能和應(yīng)用能力，更有本職工作 -- 加速HDD,，真可謂以小博大的經(jīng)典呀,。

以上是關(guān)于半導(dǎo)體中-英特爾傲騰(Optane)內(nèi)存即將上市：電腦性能的新指標(biāo)的相關(guān)介紹，如果想要了解更多相關(guān)信息,，請(qǐng)多多關(guān)注eeworld,，eeworld電子工程將給大家提供更全、更詳細(xì),、更新的資訊信息,。