Optane คืออะไร?

Optane เป็นชื่อแบรนด์ของ Intel สำหรับผลิตภัณฑ์หน่วยความจำที่เรียกว่า 3D XPoint ( ออกเสียงว่า "cross point" ไม่ใช่ "ex point" ) หน่วยความจำที่ใช้ 3D XPoint ยังจำหน่ายโดย Micron ภายใต้ชื่อแบรนด์ QuantX ทั้งสองบริษัทร่วมกันพัฒนาเทคโนโลยีหน่วยความจำ 3D XPoint 3D XPoint ได้รับการประกาศในปี 2558 และเข้าสู่ตลาดในปี 2560 อย่างไรก็ตาม ในปี 2564 และ 2565 ไมครอนและอินเทลได้ปิดแผนกของตนที่ทำงานเกี่ยวกับเทคโนโลยีและผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง ทำให้แนวคิดดังกล่าวยุติลงอย่างมีประสิทธิภาพ

อะไรที่ทำให้ Optane แตกต่าง?

Optane เป็นแนวคิดเกี่ยวกับหน่วยความจำที่น่าตื่นเต้นเพราะได้ก้าวออกจากวิธีการจัดเก็บหน่วยความจำแบบเดิมๆ Optane ไม่ได้เก็บบิตข้อมูลเป็นค่าไฟฟ้าหรือขาดไป วิธีการจัดเก็บที่แท้จริงของ Optane นั้นไม่ชัดเจนเล็กน้อย ข้อมูลการตลาดของ Intel แตกต่างจากการสังเกตจากบุคคลที่สามด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนและอุปกรณ์ไฮเทคอื่นๆ ที่จำเป็นในการดูโครงสร้างเซลล์หน่วยความจำ ทำงานภายใต้หลักการของ PCM หรือ ReRAM

PCM ย่อมาจาก Phase Change Memory ในขณะที่ ReRAM ย่อมาจาก Resistive RAM ฟิสิกส์ที่อยู่เบื้องหลังทั้งสองแตกต่างกันเล็กน้อย แต่แนวคิดโดยรวมเหมือนกัน หากคุณจ่ายกระแสไฟจำนวนมากในช่วงเวลาสั้น ๆ คุณสามารถทำให้วัสดุจัดเก็บร้อนและเย็นลงได้อย่างรวดเร็ว สิ่งนี้ทำให้โครงสร้างละเอียดในวัสดุพังทลายและเพิ่มความต้านทาน

การให้กระแสไฟในระดับที่ต่ำกว่าในช่วงเวลาที่นานขึ้นเล็กน้อย คุณสามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่แตกต่างกันในวัสดุได้ เมื่อให้ความร้อนช้าลง มันจะเย็นตัวในรูปผลึกซึ่งนำไฟฟ้าได้ดี ด้วยการใช้กระแสไฟฟ้าในปริมาณที่น้อยกว่ามาก คุณสามารถวัดได้ว่าเซลล์นั้นนำไฟฟ้าได้หรือไม่ ทำให้คุณสามารถระบุได้ว่าเซลล์นั้นอยู่ในสถานะใด โดยอ่านค่า 1 หรือ 0 เนื่องจากวิธีการจัดเก็บ Optane จึงไม่ลบเลือน ซึ่งหมายความว่าไม่ สูญเสียข้อมูลที่เก็บไว้เมื่อไฟฟ้าดับ

Optane ออกแบบมาเพื่ออะไร?

SSD ค่อนข้างเร็วเมื่อเทียบกับ HDD ถึงกระนั้นก็ยังช้าเมื่อเทียบกับ DRAM น่าเสียดายที่แม้ว่า RAM จะเร็วกว่ามาก แต่ก็มีราคาแพงกว่ามากและต้องใช้พื้นที่มากขึ้น Optane ถูกวางตลาดในฐานะชั้นเก็บข้อมูลลิงก์ที่ขาดหายไป ซึ่งอยู่ระหว่าง DRAM และ NAND flash ในประสิทธิภาพ ในความเป็นจริง ตัวเลขประสิทธิภาพมีความซับซ้อนมากกว่านั้นเล็กน้อย

แนวคิดการออกแบบหมายความว่า Optane มีความแตกต่างโดยพื้นฐานในด้านเทคโนโลยีจากแฟลช NAND และ DRAM ความแตกต่างนี้เปิดโอกาสใหม่สำหรับประสิทธิภาพและคำสัญญาที่แนะนำสำหรับการพัฒนาในอนาคต DRAM และ NAND flash ใช้เวลาหลายทศวรรษกว่าจะถึงระดับประสิทธิภาพปัจจุบัน Optane สามารถจับคู่หรือเหนือกว่าแฟลช NAND ที่ล้ำสมัยในบางเรื่อง และมีลักษณะการทำงานที่ค่อนข้างชวนให้นึกถึง RAM หากยังไม่อยู่ในระดับนั้น ข้อเท็จจริงที่ว่า Optane มีประสิทธิภาพระดับนี้โดยมีการพัฒนาเพียงเล็กน้อยนั้นแนะนำสิ่งที่ดีให้กับมันหลังจากการปรับแต่งมาสองสามทศวรรษ

Intel เปิดตัวผลิตภัณฑ์ Optane ในสองรูปแบบ อย่างแรกคือ SSD ที่ใช้หน่วยความจำ Optane ในการทดสอบเกณฑ์มาตรฐาน โดยทั่วไป Optane SSD มีประสิทธิภาพในการแข่งขันสูงเป็นพิเศษ อีกรูปแบบเป็น DIMM เพื่อไปในช่อง RAM มาตรฐาน บนแพลตฟอร์ม Intel ที่รองรับ (มาเธอร์บอร์ด ชิปเซ็ต และ CPU ) DIMM นี้สามารถกำหนดค่าเป็นหน่วยความจำระบบหลักในขณะที่ดัน DRAM ให้ทำหน้าที่เป็นแคช L4

ในฐานะที่เป็นสถาปัตยกรรมหน่วยความจำที่มีประสิทธิภาพสูง มีความหน่วงแฝงต่ำ Optane ตั้งใจที่จะทำหน้าที่เป็นระดับหน่วยความจำระดับกลางระหว่าง DRAM และที่เก็บข้อมูล แผนระยะยาวหวังว่าจะสามารถแทนที่เทคโนโลยีใดเทคโนโลยีหนึ่งหรือทั้งสองอย่าง

ข้อดีและข้อเสีย

โดยทั่วไปแล้ว Optane สามารถก้าวทัน SSD ชั้นนำในพื้นที่ที่แบนด์วิธสูงสุดของการเชื่อมต่อ PCIe ส่วนใหญ่จำกัด ในการทดสอบบางอย่าง พวกเขามีประสิทธิภาพดีกว่าตลาด SSD ที่เหลือ สถิติสำคัญสองประการคือเวลาแฝงในการเข้าถึงและ IOPS Optane SSDs ยังเข้ากันได้แบบ drop-in เนื่องจากนำเสนอระบบเป็น SSD มาตรฐาน

น่าเสียดายที่ในขณะที่ความสามารถที่มีประสิทธิภาพสูงของ Optane ช่วยให้สามารถแข่งขันกับ SSD ระดับบนสุดได้ แต่ก็มีราคาแพงกว่าแฟลช NAND อย่างมากในการผลิต ทำให้เหลือสองตัวเลือก Intel สามารถขายรุ่นที่มีความสามารถในการแข่งขันได้ในราคาที่สูงลิบลิ่วหรือในราคาที่ใกล้เคียงกันแต่มีความจุที่ลดลง Intel เลือกที่จะขายรุ่นที่มีความจุต่ำกว่า อย่างน้อยก็ให้กับผู้บริโภคโดยตรง

เมื่อเทียบกับ RAM แล้ว Optane นั้นช้ากว่า แต่ก็ไม่มาก เวลาแฝงสูงกว่าสองเท่า แต่ก็ยังเร็วกว่าแฟลช NAND มาก อย่างไรก็ตามปัจจัยสำคัญเหนือ RAM คือราคา เนื่องจาก Optane ไม่สามารถแข่งขันกับ NAND ในด้านต้นทุนต่อหน่วยความจุได้ DRAM ก็ไม่สามารถแข่งขันกับ Optane ได้

ดังนั้น แม้ว่าโมดูล Optane DIMM ที่ใช้เป็นหน่วยความจำหลักจะช้ากว่า DRAM แต่ก็มีความจุที่มากกว่ามากในราคาที่ต่ำกว่ามาก เพื่อให้ดีขึ้น การสูญเสียประสิทธิภาพส่วนใหญ่จะไม่ได้รับการยอมรับเนื่องจาก DRAM จะทำหน้าที่เป็นระดับแคช L4 ที่สำคัญ สิ่งนี้ทำให้ Optane เป็นตัวเลือกที่น่าพอใจสำหรับองค์กรที่มีกรณีการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับการจัดเก็บชุดข้อมูลขนาดใหญ่ในหน่วยความจำ

บทสรุป

Optane เป็นชื่อแบรนด์ของ Intel สำหรับหน่วยความจำ 3D XPoint มันทำงานแตกต่างจาก NAND และ DRAM อย่างสิ้นเชิง แทนที่จะเก็บประจุไฟฟ้าไว้ในเซลล์ จะใช้ Phase Change Memory สิ่งนี้จะเปลี่ยนความต้านทานไฟฟ้าของเซลล์ด้วยฟิสิกส์ที่ชาญฉลาด Optane ให้ประสิทธิภาพเทียบเท่ากับ NAND flash SSD ระดับไฮเอนด์ ในลักษณะการทำงานบางอย่าง มันใกล้เคียงกับ RAM สิ่งนี้ทำให้สามารถขายเป็นทั้งพื้นกลางและทดแทนที่เป็นไปได้สำหรับทั้งสองอย่าง

Optane มีคำมั่นสัญญามากมาย ประสิทธิภาพอยู่ในระดับสูงในทันที และเทคโนโลยีค่อนข้างใกล้จะเริ่มต้นกระบวนการพัฒนา อย่างน้อยก็เมื่อเทียบกับ NAND และ DRAM ที่พัฒนาเต็มที่กว่ามาก น่าเสียดายสำหรับ Intel และ Micron ในช่วงหลายปีหลังจากเปิดตัวผลิตภัณฑ์หน่วยความจำ 3D XPoint เช่น Optane ไม่ได้รับการยอมรับจากตลาดขนาดใหญ่ สาเหตุหลักมาจากค่าใช้จ่ายที่สูง การพัฒนาอย่างต่อเนื่องค่อนข้างช้า

ไม่มีความก้าวหน้าครั้งสำคัญที่จะลดต้นทุนลงได้อย่างมากหรือโดดเด่นจาก DRAM และ NAND flash มากพอที่จะคุ้มค่ากับราคาขอที่สูงสำหรับผู้บริโภคทั่วไป เมื่อแผนกผลิตภัณฑ์ปิดตัวลง เทคโนโลยีก็ตายไปโดยพื้นฐานแล้ว ผลิตภัณฑ์ที่มีอยู่มีแนวโน้มที่จะขายต่อไปในขณะที่สินค้าหมด ดังนั้นหากผลิตภัณฑ์ใดเหมาะกับความต้องการของคุณ ก็ซื้อในขณะที่ทำได้