2020年12月16日,在今日北京舉行的2020英特爾內存存儲日活動上,全球固態存儲王者Intel重磅發布了六款全新內存和固態存儲產品,對當前產品線進行了全面更新。
l SSD D7-P5510-數據中心級NVMe,144L TLC
l SSD D5-P5316-數據中心級NVMe,144L QLC
l SSD 670p 客戶端消費級NVMe,144L QLC
l Optane SSD P5800X 數據中心級NVMe,第二代3D XPoint
l Optane持久內存H20 客戶端消費級NVMe,144L QLC + 3D XPoint
l Optane持久內存300系列:代號Crow Pass,3D XPoint DIMM
本次發布的三款全新NAND固態盤代表著TLC和QLC作為大容量固態盤的主流技術正式邁入全新時代。其中,英特爾®3D NAND 固態盤670p是用於主流計算的英特爾下一代144層(QLC)3D NAND固態盤。英特爾固態盤D7-P5510是全球首個推向市場的144層TLC NAND固態盤,而英特爾固態盤D5-P5316則是業內首個採用了144層QLC NAND的數據中心級固態盤。過去十餘年間,英特爾始終致力於推動和發展領先的內存和存儲技術。
用於數據中心SSD的144L 3D NAND
本次大會上,英特爾還宣布推出三款採用144層存儲單元的全新NAND固態盤,包括適用於主流計算的英特爾下一代144層QLC 3D NAND固態盤——英特爾固態盤670p;全球首個推向市場的144層TLC NAND設計的英特爾固態盤D7-P5510;採用業內首個144層QLC NAND並具備更高密度、更強持久性的英特爾固態盤D5-P5316。
新的D7-P5510使用144L 3D TLC NAND,為使用96層TLC的D7-P5500的後繼產品。由於P5500是僅限OEM的產品,因此P5510還將作為部分客戶群的P4510的後繼產品。英特爾尚未宣布D7-P5600的144L替代產品。
相比上一代產品,P5510在IOPS性能上有45%左右的提升,而在大帶寬吞吐量上,讀寫分別較上一代提升118%和35%。在讀寫混合場景下的IOPS提升了50%。另外在延遲,耐久度,TRIM時間等規格上均有不同程度的提升。
使用Intel 144L QLC NAND的新品D5-P5316 SSD具有15.36 TB和30.72 TB兩個容量規格,採用U.2或E1.L接口形態。E1.L版本使得Intel可以採用Ruler形態的SSD在1U伺服器中達到1PB的存儲容量。由於P5316取代了較舊的P4326(64L QLC和PCIe3.0接口),它比基於TLC的P5510有了實質性的升級。除了在QLC產品線中引入英特爾第三代企業級NVMe SSD控制器外,P5316帶來的最重要變化是快閃記憶體抽象層FTL的工作方式發生了重大變化。P5316通過更改SSD的FTL,以64kB(而不是4kB)的頁面粒度工作,從而使板載DRAM用量減少了16倍。較粗粒度FTL節省的DRAM有助於使大容量SSD更加經濟實惠,但以嚴重損害性能和增加小塊隨機寫入的寫放大效應為代價。業界的總體趨勢是對此類驅動器採用NVMe分區命名空間,從而規避隨機寫入帶來的問題。
基於TLC的P5510和基於QLC的P5316均使用與今年早些時候宣布的英特爾其他P5000系列SSD相同的控制器平臺,這些驅動器引入了英特爾的第三代企業級NVMe SSD控制器,它們都支持PCIe 4.0。基於TLC的P5510已經在一些關鍵客戶裡小規模部署,並將於今年年底上市銷售。基於QLC的P5316正處於送樣階段,並將於2021年上半年上市。
SSD 670p:面向消費者的144L QLC
英特爾將在2021年第一季度推出670p QLC NVMe SSD,接口仍為PCIe 3.0。英特爾將重新引入上一代產品665p所空缺的512GB容量點。同時,Intel正在通過新的670p來調整動態大小的SLC Cache功能。儘管最大和最小SLC緩存容量沒有什麼變化,但Intel做了一些優化,增加了部分被寫滿的介質可利用的SLC Cache容量,比如:被寫半滿的670p仍可以享受SLC Cache容量的最大值,一直到85%寫滿時,才會降低到最低SLC Cache容量。
全球運行速度最快的數據中心固態盤英特爾®傲騰™固態盤P5800X
P5800X是Intel的第二代Optane企業級SSD,代號Alder Stream。其為第一款使用第二代3D XPoint內存的產品,配備了支持PCIe 4.0接口的控制器。順序讀寫性能達到了7.2GB/s和6.2GB/s,寫入與讀取帶寬相差不大,而這是NAND介質不可能做到的。另外,4K隨機混合讀寫IOPS達到了1.8M,比單獨讀或者寫的1.5M的值還要高。實際上,由於PCIe是全雙工的鏈路通道,所以同時處理讀寫是會有性能加成的。另外,對於一些特殊應用,512Byte的I/O Size是有可能出現的,對於NAND來講,這個I/O Size其實是很難受的,會導致處理開銷增加,寫放大增加。然而3D XPoint介質天然適配字節級尋址,所以在512Byte I/O Size下的性能可達4.6M。
另外,第一代Optane DC P4800X的寫入耐久度為30 DWPD,後來提高到60 DWPD。新的P5800X進一步將耐久度提高到100 DWPD。容量範圍從400GB到3.2TB。
面向消費級客戶端的英特爾®傲騰™H20混合式固態盤
Optane Memory H10的繼任者H20計劃於2021年第二季度發布,適配第11代Core U系列移動處理器和500系列晶片組,以及Intel RST驅動程序版本18.1或更高版本。H10推出時,英特爾還打算為在臺式機平臺上使用H10做了一些支持,但是後來H10逐漸演變成OEM專用產品。H20從一開始就是面向行動裝置的OEM專用部件。Optane內存H20將配備512GB或1TB的QLC NAND快閃記憶體,同時配備32GB的3D XPoint內存。
Optane持久存儲器300系列:Crow Pass
Intel的Optane持久內存產品(DIMM接口的3D XPoint介質)已經發展了兩代,分別是Apache Pass和Barlow Pass,分別對應了100和200系列。目前第二代200系列Barlow Pass可以支持Cooper Lake和即將推出的Ice Lake Xeon平臺。200系列Optane持久內存模塊仍使用第一代3D XPoint內存介質。Intel目前最新披露,Optane持久DIMM內存Roadmap上的下一代產品代號為「Crow Pass」,其很可能會被冠以300系列的商標。Crow Pass將適配Intel的Sapphire Rapids Xeon處理器,所以有理由推測Crow Pass將會支持DDR5接口。
隨著今日傲騰技術的發布,英特爾繼續在數據中心內存和存儲金字塔中構建融合了DRAM和NAND特性的新的層級。其中,英特爾傲騰固態盤通過高速緩存和高速存儲的性能,突破數據供應瓶頸並加速應用,提高每臺伺服器的性能可擴展性,並降低時延敏感型工作負載的交易成本。
英特爾傲騰持久內存是英特爾打造兼具持久性、大容量、經濟性、低延遲和近內存速度性能的內存和存儲解決方案願景的最好體現。通過傲騰持久內存,英特爾重構了內存和存儲層級,建立了以其為基礎的容量和性能都有所不同的內存和存儲層。這種方式同時使建立雙層內存架構成為可能,其中以DRAM作為性能層,持久內存作為容量層。而從存儲角度來看,傲騰持久內存可被用作基於NAND大容量存儲層之上的性能層。
同時,英特爾傲騰持久內存通過雙倍數據速率總線連接CPU,能夠以DRAM的速度直接進行加載和存儲訪問,同時它也兼具非易失性,融合了內存和存儲的最佳特性。
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