Как ускорить работу компьютера с помощью Intel Optane

Современные твердотельные накопители (SSD) до недавнего времени создавались исключительно на базе микросхем флэш-памяти, выполненной либо по технологии планарной NAND, либо более совершенной многослойной 3D NAND. Работа данных микросхем основана на хранении зарядов в миниатюрных ловушках-конденсаторах и анализе уровней напряжения: двух — в ячейках типа SLC, четырех — в MLC, восьми — в TLC. Однако пару лет назад доминирующее положение этих полупроводниковых разработок в области скоростных накопителей стала теснить 3D XPoint. Эта технология компании Intel основана на использовании специальных химических веществ, изменяющих под действием электрических полей свое фазовое состояние и, как результат, свою проводимость. Созданные изделия с новым типом энергонезависимой памяти получили фирменное наименование Intel Optane. Они предлагают существенно более низкие, чем традиционные устройства с NAND и 3D NAND, задержки и значительно более высокие скорости работы с небольшими блоками данных, а также существенно больший ресурс для операций стирания/записи.

На основе энергонезависимой памяти 3D XPoint компания Intel выпустила несколько продуктов, среди которых модули Intel Optane Memory. Каждый из них представляет собой интеллектуальный адаптивный ускоритель системы для компьютеров с современными процессорами Intel Core, начиная с их 7-го поколения. Использование такого модуля обеспечивает высокое быстродействие систем с накопителями большой емкости, представленных HDD, приближая их скоростные характеристики к SSD.

Младший и самый дешевый представитель ускорителей Intel Optane Memory Series –16-гигабайтный MEMPEK1W016GA (далее — Intel Optane Memory 16).

Технические характеристики: 

Семейство		Intel Optane Memory
Информационный объем, Гбайт		16
Формфактор		M.2 2280
Интерфейс		PCIe NVMe 3.0 x2
Последовательные операции, Мбайт/с	Чтение	До 900
	Запись	До 145
Случайные операции, IOPS	Чтение	До 190 000
	Запись	До 35 000
Задержки, мкс	Чтение	8
	Запись	30
Энергопитание в режимах использования, Вт	Активный	3,5
	Простой	1
Температура рабочая, °C		0 ~ 70
Время наработки на отказ (MTBF), час		1 600 000
Износоустойчивость, TBW		182,5

Модуль ускорителя Intel Optane Memory 16 Гбайт входит в состав комплекта Intel NUC7i7BNHX1, но его можно приобрести и отдельно для использования с совместимыми материнскими платами, снабженными процессорами Intel Core 7-го или более нового поколения. Другим требованием является использование 64-битной Windows 10. Для демонстрации возможностей указанного ускорителя был специально выбран жесткий диск с весьма низкими скоростными характеристиками – Seagate ST9640320AS. Другие компоненты системного блока тестовой системы содержат следующие элементы: процессор Intel Core i7-7567U, материнская плата Intel NUC7i7BNB, оперативная память: два модуля Crucial 16 Гбайт DDR4-2400. Через разъем M.2 материнской платы Intel NUC7i7BNB в систему был включен модуль Intel Optane Memory 16 Гбайт.

Отмечу, что при этом возможны два режима использования: в качестве самостоятельного твердотельного накопителя или как ускорителя жесткого диска.

Оценка скоростных параметров HDD ST9640320AS, выполненная CrystalDiskMark:

Оценка параметров HDD ST9640320AS, выполненная ATTO Disk Benchmark:

 

Далее приведены результаты анализа и тестирования дисковой подсистемы, в которой модуль Intel Optane Memory 16GB используется как ускоритель жесткого диска.

 

    

Как следует из результатов тестирования, Intel Optane Memory, используемый в режиме ускорителя, значительно повысил скорости операций чтения/записи жесткого диска. Более того, как показало дальнейшее исследование, более емкие и, к сожалению, более дорогие модули Intel Optane Memory Series обеспечивают еще большее ускорение операций HDD. Все это означает, что подобные средства действительно способны улучшать скоростные возможности накопителей, приближая их к SSD.

При этом, что особенно важно, программное подключение и отключение ускорителя, осуществляемые утилитой Intel Optane Memory 16.8.1000, не требуют перестановки системного и прикладного ПО, инсталлированного на HDD. И это, пожалуй, самое интересное и полезное обстоятельство в использовании ускорителей Intel Optane Memory Series.

Однако извлечение модуля из разъема M.2 без предварительного программного его отключения с помощью упомянутой утилиты вызывает неустранимый сбой системы, сопровождаемый сообщением об отсутствии ОС. Возврат же модуля в разъем M.2 возвращает полную работоспособность. Это свидетельствует об уязвимости связки HDD и ускорителя.

В заключение остается еще раз напомнить, что всё указанное выше касается и 3,5-дюймовых жестких дисков настольных систем с аппаратно-программными средствами, совместимыми с модулями Intel Optane Memory.