Wat is Optane?

Optane is de merknaam van Intel voor een geheugenproduct genaamd 3D XPoint ( uitgesproken als "cross point", niet "ex point" ). 3D XPoint-gebaseerd geheugen werd ook verkocht door Micron onder de merknaam QuantX. Beide bedrijven ontwikkelden samen de 3D XPoint-geheugentechnologie. 3D XPoint werd aangekondigd in 2015 en kwam op de markt in 2017. In 2021 en 2022 sloten Micron en Intel echter hun respectievelijke divisies die aan de technologie en aanverwante producten werkten, waardoor het concept effectief werd om zeep geholpen.

Wat onderscheidde Optane?

Optane was een opwindend geheugenconcept omdat het afstapte van traditionele geheugenopslagmethoden. Optane sloeg databits niet op als elektrische lading, of het ontbreken daarvan. De daadwerkelijke opslagmethode van Optane is een beetje onduidelijk. De marketinginformatie van Intel wijkt af van waarnemingen van derden met elektronenmicroscopen en andere hightech apparatuur die nodig is om naar de geheugencelstructuur te kijken. Het werkt volgens de principes van PCM of ReRAM.

PCM staat voor Phase Change Memory, terwijl ReRAM staat voor Resistive RAM. De fysica achter beide is iets anders, maar het algemene concept is hetzelfde. Als u korte tijd veel stroom levert, kunt u het opslagmateriaal snel opwarmen en afkoelen. Hierdoor breken fijne structuren in het materiaal af, waardoor de weerstand toeneemt.

Door gedurende een iets langere periode een lager stroomniveau te leveren, kunt u een andere verandering in het materiaal veroorzaken. Wanneer het langzamer wordt verwarmd, koelt het af in een kristallijne vorm die elektriciteit goed geleidt. Door een veel kleinere hoeveelheid stroom toe te passen, kunt u meten of de cel geleidend is, zodat u kunt bepalen in welke toestand deze zich bevindt door een 1 of 0 af te lezen. Vanwege de opslagmethode was Optane niet-vluchtig, wat betekent dat het niet verloren opgeslagen gegevens wanneer de stroom uitvalt.

Waar is Optane voor ontworpen?

SSD's zijn vrij snel in vergelijking met HDD's. Toch zijn ze traag in vergelijking met DRAM. Hoewel RAM veel sneller is, is het helaas ook veel duurder en vereist het meer ruimte. Optane werd op de markt gebracht als een opslaglaag met een ontbrekende link, ergens tussen DRAM en NAND-flash in prestaties. In werkelijkheid waren de prestatiecijfers echter iets complexer dan dat.

Het ontwerpconcept betekende dat Optane qua technologie fundamenteel verschilde van NAND-flash en DRAM. Dit verschil opende nieuwe kansen voor prestaties en suggereerde belofte voor toekomstige ontwikkelingen. DRAM en NAND-flash hebben tientallen jaren nodig gehad om hun huidige prestatieniveaus te bereiken. Optane was in sommige opzichten in staat om de allernieuwste NAND-flitser te evenaren of te overtreffen en had prestatiekenmerken die enigszins deden denken aan RAM, zo niet helemaal op dat niveau. Het feit dat Optane dit prestatieniveau had met zo weinig ontwikkeling suggereerde geweldige dingen voor het na een paar decennia van optimalisatie.

Intel heeft Optane-producten in twee formaten uitgebracht. De eerste waren SSD's die Optane-geheugen gebruikten. In benchmarktests presteerden Optane SSD's over het algemeen uitzonderlijk competitief. Het andere formaat was als een DIMM die in een standaard RAM-slot past. Op ondersteunde Intel-platforms ( moederbord, chipset en CPU ) kan deze DIMM worden geconfigureerd als het hoofdsysteemgeheugen terwijl de DRAM wordt geduwd om als een L4-cache te fungeren.

Als een krachtige geheugenarchitectuur met lage latentie was Optane bedoeld om te fungeren als een tussenliggend geheugenniveau tussen DRAM en opslag. Langetermijnplannen hopen een of beide technologieën te kunnen vervangen.

Voor-en nadelen

Optane kon over het algemeen gelijke tred houden met de eersteklas SSD's in gebieden waar de piekbandbreedte van PCIe-verbindingen hen grotendeels beperkte. In sommige tests presteerden ze beter dan de rest van de SSD-markt. De twee belangrijkste statistieken waren toegangslatentie en IOPS. Optane SSD's waren ook drop-in-compatibel omdat ze als standaard SSD's aan het systeem werden gepresenteerd.

Hoewel de krachtige mogelijkheden van Optane het lieten concurreren met eersteklas SSD's, was het helaas aanzienlijk duurder dan NAND-flash om te produceren. Hierdoor bleven er twee opties over. Intel zou modellen met concurrerende capaciteit kunnen verkopen tegen torenhoge prijzen of tegen vergelijkbare prijspunten maar met verminderde capaciteit. Intel koos ervoor om modellen met een lagere capaciteit te verkopen, in ieder geval rechtstreeks aan consumenten.

In vergelijking met RAM was Optane langzamer, maar niet aanzienlijk. De latentie was twee keer zo hoog, maar dat is nog steeds veel sneller dan NAND-flash. De belangrijkste winnende factor ten opzichte van RAM was echter de prijs. Hoezeer Optane ook niet kon concurreren met NAND op het gebied van kosten per capaciteitseenheid, DRAM kon niet concurreren met Optane.

Dus hoewel de Optane DIMM-modules die als hoofdgeheugen werden gebruikt langzamer waren dan DRAM, boden ze aanzienlijk grotere capaciteiten tegen veel lagere prijzen. Om het beter te maken, zou het grootste deel van het prestatieverlies niet worden herkend omdat de DRAM zou fungeren als een substantiële L4-cachelaag. Dit maakte Optane tot een wenselijke optie voor organisaties met use cases waarbij grote datasets in het geheugen moeten worden opgeslagen.

Conclusie

Optane was een merknaam van Intel voor 3D XPoint-geheugen. Het werkte heel anders dan NAND en DRAM. In plaats van een elektrische lading in een cel op te slaan, gebruikte het Phase Change Memory. Dit verandert de elektrische weerstand van de cel door slimme fysica. Optane bood prestaties die vergelijkbaar zijn met high-end NAND flash SSD's. In sommige prestatiekenmerken lag het dichter bij RAM. Hierdoor kon het worden verkocht als zowel een middenweg als een mogelijke vervanging voor beide.

Optane had veel belofte. De prestaties waren meteen hoog en de technologie stond relatief dicht bij het begin van het ontwikkelingsproces, althans vergeleken met de veel volwassener NAND en DRAM. Helaas voor Intel en Micron werden 3D XPoint-geheugenproducten zoals Optane in de jaren na de introductie niet op grote schaal geaccepteerd door de markt. Dit was waarschijnlijk vooral te wijten aan de hoge kosten. De verdere ontwikkeling verliep relatief traag.

Er waren geen significante doorbraken om de kosten aanzienlijk te verlagen of om voldoende op te vallen tussen DRAM en NAND-flash om de hoge vraagprijs voor de gemiddelde consument waard te zijn. Nu de productdivisies zijn gesloten, is de technologie in wezen dood. Bestaande producten zullen waarschijnlijk worden verkocht zolang de voorraad strekt, dus als er een aan uw behoeften voldoet, koop deze dan zolang het kan.