Quest-ce quOptane ?

Optane est le nom de marque d'Intel pour un produit de mémoire appelé 3D XPoint ( prononcé « cross point », et non « ex point » ). La mémoire 3D XPoint était également vendue par Micron sous la marque QuantX. Les deux sociétés ont développé conjointement la technologie de mémoire 3D XPoint. 3D XPoint a été annoncé en 2015 et a atteint le marché en 2017. En 2021 et 2022, cependant, Micron et Intel ont fermé leurs divisions respectives travaillant sur la technologie et les produits connexes, tuant ainsi le concept.

Qu'est-ce qui distingue Optane ?

Optane était un concept de mémoire passionnant car il s'éloignait des méthodes de stockage de mémoire traditionnelles. Optane n'a pas stocké les bits de données sous forme de charge électrique, ou son absence. La méthode de stockage réelle d'Optane n'est pas claire. Les informations marketing d'Intel diffèrent des observations de tiers avec des microscopes électroniques et d'autres équipements de haute technologie nécessaires pour examiner la structure de la cellule mémoire. Il fonctionne selon les principes de PCM ou ReRAM.

PCM signifie Mémoire à changement de phase, tandis que ReRAM signifie RAM résistive. La physique derrière les deux est légèrement différente, mais le concept global est le même. Si vous fournissez une grande quantité de courant pendant une courte période, vous pouvez rapidement chauffer et refroidir le matériau de stockage. Cela provoque la dégradation des structures fines du matériau, ce qui augmente sa résistance.

En fournissant un niveau de courant inférieur sur une période de temps légèrement plus longue, vous pouvez provoquer un changement différent dans le matériau. Lorsqu'il est chauffé plus lentement, il se refroidit sous une forme cristalline qui conduit bien l'électricité. En appliquant une quantité de courant beaucoup plus faible, vous pouvez mesurer si la cellule est conductrice, ce qui vous permet de déterminer dans quel état elle se trouve, en lisant un 1 ou un 0. En raison de la méthode de stockage, Optane était non volatile, ce qui signifie qu'il n'a pas perdre des données stockées lorsque l'alimentation est coupée.

Pourquoi Optane a-t-il été conçu ?

Les SSD sont assez rapides par rapport aux HDD. Pourtant, ils sont lents par rapport à la DRAM. Malheureusement, bien que la RAM soit beaucoup plus rapide, elle est aussi beaucoup plus chère et nécessite plus d'espace. Optane était commercialisé comme un niveau de stockage de lien manquant, quelque part entre la DRAM et la mémoire flash NAND en termes de performances. En réalité, cependant, les chiffres de performance étaient un peu plus complexes que cela.

Le concept de conception signifiait qu'Optane différait fondamentalement en technologie du flash NAND et de la DRAM. Cette différence ouvrait de nouvelles opportunités de performance et laissait présager des développements futurs. Les mémoires flash DRAM et NAND ont mis des décennies à atteindre leurs niveaux de performances actuels. Optane a pu égaler ou dépasser le flash NAND de pointe à certains égards et avait des caractéristiques de performance rappelant quelque peu la RAM, sinon tout à fait à ce niveau. Le fait qu'Optane ait eu ce niveau de performance avec si peu de développement lui suggérait de grandes choses après quelques décennies d'optimisation.

Intel a publié les produits Optane en deux formats. Le premier était les SSD utilisant la mémoire Optane. Dans les tests de référence, les SSD Optane ont généralement obtenu des performances exceptionnellement compétitives. L'autre format était en tant que DIMM pour aller dans un emplacement RAM standard. Sur les plates-formes Intel prises en charge ( carte mère, chipset et CPU ), ce module DIMM peut être configuré comme mémoire système principale tout en poussant la DRAM pour qu'elle agisse comme un cache L4.

En tant qu'architecture de mémoire hautes performances et à faible latence, Optane était destiné à agir comme un niveau de mémoire intermédiaire entre la DRAM et le stockage. Les plans à long terme espèrent pouvoir remplacer une ou les deux technologies.

Avantages et inconvénients

Optane a généralement été en mesure de suivre le rythme des SSD haut de gamme dans les zones où la bande passante maximale des connexions PCIe les limitait principalement. Dans certains tests, ils ont surpassé le reste du marché des SSD. Les deux statistiques clés étaient la latence d'accès et les IOPS. Les SSD Optane étaient également compatibles, car ils se présentaient au système comme des SSD standard.

Malheureusement, alors que les capacités hautes performances d'Optane lui permettaient de rivaliser avec les SSD haut de gamme, il était nettement plus coûteux à produire que le flash NAND. Cela laissait deux options. Intel pourrait vendre des modèles avec une capacité compétitive à des prix exorbitants ou à des prix similaires mais avec une capacité réduite. Intel a choisi de vendre des modèles de moindre capacité, au moins directement aux consommateurs.

Comparé à la RAM, Optane était plus lent, mais pas de manière considérable. Sa latence était deux fois plus élevée, mais c'est toujours beaucoup plus rapide que le flash NAND. Le facteur gagnant important sur la RAM, cependant, était le prix. Autant Optane ne pouvait pas rivaliser avec NAND sur le coût par unité de capacité, DRAM ne pouvait pas rivaliser avec Optane.

Ainsi, alors que les modules Optane DIMM utilisés comme mémoire principale étaient plus lents que la DRAM, ils offraient des capacités nettement plus importantes à des prix bien inférieurs. Pour l'améliorer, la plupart des pertes de performances ne seraient pas reconnues car la DRAM agirait comme un niveau de cache L4 substantiel. Cela a fait d'Optane une option souhaitable pour les organisations ayant des cas d'utilisation impliquant le stockage de grands ensembles de données en mémoire.

Conclusion

Optane était un nom de marque Intel pour la mémoire 3D XPoint. Il fonctionnait de manière totalement différente de la NAND et de la DRAM. Plutôt que de stocker une charge électrique dans une cellule, il a utilisé la mémoire à changement de phase. Cela modifie la résistance électrique de la cellule grâce à une physique intelligente. Optane offrait des performances comparables aux SSD flash NAND haut de gamme. Dans certaines caractéristiques de performance, il était plus proche de la RAM. Cela lui a permis d'être vendu à la fois comme un terrain d'entente et un remplacement potentiel pour les deux.

Optane avait beaucoup de promesses. Les performances étaient tout de suite élevées et la technologie était relativement proche du début du processus de développement, du moins par rapport aux NAND et DRAM beaucoup plus matures. Malheureusement, pour Intel et Micron, dans les années qui ont suivi son introduction, les produits de mémoire 3D XPoint comme Optane n'ont pas été acceptés à grande échelle par le marché. Cela était probablement principalement dû au coût élevé. Le développement continu a été relativement lent.

Il n'y a pas eu de percée significative pour réduire le coût de manière significative ou pour se démarquer suffisamment de la mémoire flash DRAM et NAND pour valoir le prix élevé demandé pour le consommateur moyen. Avec la fermeture des divisions de produits, la technologie est pratiquement morte. Les produits existants continueront probablement à être vendus jusqu'à épuisement des stocks, donc si l'un répond à vos besoins, procurez-vous-le pendant que vous le pouvez.