اینتل رکورد سرعت ذخیره‌سازی را با اولین حافظه Optane SSD ظرفیت بالا شکست

اولین نسخه از ماژول ذخیره‌سازی Optane SSD در اوایل ژانویه معرفی شد، اما این مدل فقط ۳۲ گیگابایت ظرفیت داشت. درایوهای ذخیره‌سازی Optane SSD با حداکثر ظرفیت ۱.۵ ترابایت در راه هستند و اکنون با معرفی نسخه‌ی ۳۷۵ گیگابایتی، درک بهتری از نحوه‌ی عملکرد آن‌ها خواهیم داشت. زومیت را همراهی کنید.

این نوع حافظه‌ی SSD، به عنوان یک کارت افزودنی با شکاف‌های PCI-Express و U.2 موجود در مادربورد متناسب خواهد بود. به این معنی که حافظه‌ی Optane SSD یادشده، با برخی از رایانه‌های ورک‌استیشن ویژه‌ی انجام پردازش‌های سنگین و سرورهای مبتنی‌ بر پردازنده‌های ۳۲ هسته‌ای Naples شرکت AMD سازگار خواهد بود.

حافظه‌ی ذخیره‌سازی Optane سال آینده در قالب ماژول‌های DRAM هم عرضه می‌شود. شرکت اینتل هیچ اطلاعاتی درباره‌ی زمان عرضه‌ی Optane SSD برای مصرف‌کنندگان عادی منتشر نکرده است. حافظه‌ی Optane به‌عنوان کلاس جدید حافظه‌ی ذخیره‌سازی و مموری فوق‌سریع می‌تواند جایگزین حافظه‌های SSD و DRAM کنونی شود. شرکت اینتل ادعا می‌کند که حافظه‌ی ذخیره‌سازی Optane تا ۱۰ برابر سریع‌تر از حافظه‌های SSD متعارف است.

حافظه‌ی آپتِین (Optane) مبتنی بر فناوری 3D Xpoint است. 3D Xpoint نوعی حافظه است که داده‌ها را بر پایه‌ی پایداری سلول‌ها ذخیره می‌کند. شرکت اینتل فناوری 3D Xpoint را همراه با شرکت میکرون توسعه داده و در اواخر سال جاری میلادی، رقیب جدیدی تحت عنوان QuantX را که از نوع حافظه‌ی Optane است و حافظه‌های SSD اینترپرایز را هدف قرار داده، عرضه خواهد کرد.

برای اولین بار اینتل بنچمارک داخل شرکتی مربوط به درایو Optane با ظرفیت بالای خود را که با حافظه‌های فلش SSD متداول مقایسه شده، به اشتراک گذاشته است. در این بنچمارک، حافظه‌ی آپتین اس‌اس‌دی DC P4800X با حافظه‌ی فلش اس‌اس‌دی قدیمی سه سال پیش DC P3700 مقایسه شده است. حافظه‌ی اس‌اس‌دی DC P3700 به‌عنوان سریع‌ترین حافظه‌ی اس‌اس‌دی مرکز داده‌ی اینتل برحسب خواندن و نوشتن تصادفی شناخته می‌شد.

بنچمارک نشان می‌دهد که درایو آپتین جدید در بیشتر موارد استفاده در دنیای واقعی نمی‌تواند به سطحی از عملکرد که شرکت اینتل به‌کرات در آن طلایه‌دار بوده است، برسد. روی‌هم‌رفته، بنچمارک‌ها در محیط‌های پیچیده‌ای انجام شده‌اند که تفسیر اعداد را سخت می‌کند.

به‌طور مختصر، اینتل اظهار کرده است که اگر کاربران خواستار انجام دائمی کارها باشند، استفاده از حافظه‌های اس‌اس‌دی مرسوم می‌تواند بهتر باشد. حافظه‌ی Optane هنگام خواندن و نوشتن‌های تصادفی می‌درخشد که بیشتر در سرورها و رایانه‌های رومیزی سطح بالا رایج است. سرعت نوشتن تصادفی حافظه‌ی آپتین تا ۱۰ برابر سریع‌تر از حافظه‌های اس‌اس‌دی متداول است؛ اما این سرعت فوق‌العاده تنها در زمان استفاده‌ی افراطی از حافظه و تحت فشار قرار دادن آن حاصل می‌شود. در صورتی که سرعت خواندن حافظه‌ی آپتین حدود سه برابر بیشتر از حافظه‌های اس‌اس‌دی معمول است.

در یک بلاک داده‌ی 4K استاندارد با میزان خواندن ۷۰ درصد و میزان نوشتن ۳۰ درصدی، حافظه‌ی P4800X پنج تا هشت برابر سریع‌تر از حافظه‌ی P3700 بود. میزان پاسخ‌دهی درایو بسته به میزان داده‌ی بارگذاری شده افزایش می‌یابد.

گذشته از ارائه‌ی بنچمارک غیرمعمول به‌وسیله‌ی شرکت اینتل، حافظه‌ی آپتین نویدبخش بود و قطعا می‌تواند فناوری ذخیره‌سازی آینده‌ای نه‌چندان دور باشد. با این حال طبق بررسی‌های صورت گرفته، حافظه‌های اس‌اس‌دی مبتنی بر فلش به‌خوبی مستقر شده‌اند و حافظه‌ی آپتین نمی‌تواند در یک شبانه‌روز جایگاه آن را بگیرد.

حافظه‌ی ذخیره‌سازی Optane درحال حاضر بسیار گران‌قیمت و هنوز در حال توسعه است؛ بنابراین فعلا به جمع دیگر فناوری‌هایی مانند حافظه‌ی رم با مقاومت مغناطیسی (MRAM) و حافظه‌ی رم مقاومتی (RRAM) می‌پیوندد که سعی در سرنگون کردن حافظه‌ی مبتنی‌ بر فلش دارند.

شرکت اینتل زمان بسیاری صرف توسعه‌ی حافظه‌های اس‌اس‌دی آپتین با ظرفیت بالا کرده است، اما نگرانی‌هایی درباره‌ی پایداری درایوهای یادشده وجود دارد. حافظه‌ی آپتین P4800X پنج سال ضمانت دارد، اما فقط زمان می‌تواند طول عمر واقعی آن را مشخص کند.

به گفته‌ی جیمز مایرز، سرپرست معماری راهکار NVM از گروه راهکارهای حافظه‌ی غیر فرار اینتل، حافظه‌های اس‌اس‌دی آپتین به انتقال داده‌ی بین سرورها در پایگاه‌های داده سرعت خواهند بخشید.

حافظه‌ی ذخیره‌سازی یک تنگنای بسیار بزرگ محسوب می‌شود و حافظه‌های اس‌اس‌دی آپتین تأخیر در حوزه‌ی فناوری ذخیره‌سازی را کاهش خواهند داد. حافظه‌های یادشده، بهره‌وری سرورها را بهبود خواهند داد و به نرم‌افزارهایی مانند تجزیه و تحلیل کننده‌هایی که با مجموعه داده‌ی بسیار بزرگ در ارتباط هستند، کمک شایانی خواهند کرد. حافظه‌ی آپتین می‌تواند به عنوان حافظه‌ی کش یا حافظه‌ی ذخیره‌سازی بلندمدت و کوتاه‌مدت مورد استفاده قرار گیرد.

مایرز همچنین اظهار کرده است که اس‌اس‌دی‌های آپتین می‌توانند به‌وسیله‌ی شبیه‌سازی DRAM و با کمک ناظر ماشین مجازی موسوم به هایپروایزر (hypervisor) به منظور افزایش ظرفیت مموری در سرورها به کار گرفته شوند. برای عملی کردن این کار، شرکت اینتل نرم‌افزاری تحت عنوان Memory Drive برای درایوهای ذخیره‌سازی آپتین به فروش خواهد رسانید. این ویژگی فقط در سرورهایی که مجهز به تراشه‌های نسل جدید زئون (Xeon) مبتنی‌ بر معماری اسکای‌لیک اینتل (Intel) هستند، عمل می‌کند و با چیپست‌های شرکت ای‌ام‌دی (AMD) کار نمی‌کند.

نرم‌افزارهای کاربردی که از قابلیت‌های Optane نفع می‌برند، شامل MySQL و Memcached هستند که در میان ارائه‌دهندگان خدمات ابری محبوب هستند. حرکت داده‌ها در سرورهایی که به‌وسیله‌ی شرکت‌هایی مانند فیسبوک و گوگل اداره می‌شوند، برای تأمین پاسخ‌دهی آنی به رسانه‌های اجتماعی یا درخواست‌های جستجو، سریع است.

همچنین مایرز در اینتل شاهد پیوند حافظه‌ی ذخیره‌سازی درون محیط hyper converged بوده است که در آن حافظه‌ی آپتین نزدیک به پردازنده‌ی مرکزی (CPU) بوده یا با آن در یک آرایه قرار داشته است. hyper converged اشاره به یکپارچه شدن مجازی‌سازی حافظه‌ی ذخیره‌سازی و محاسبات در پایگاه داده دارد. حافظه‌ی آپتین به‌خصوص برای آرایه‌های ذخیره‌سازی شبکه‌ای شاخص مانند EqualLogic EMC که بسیار محبوب هستند، مناسب نیست؛ اما مایرز به شرکت‌هایی که در حال گذار به زیرساخت‌های hyper converged هستند، امید بسته است.

اینتل تخمین زده است که دو سرور مجهز به درایوهای P4800X می‌توانند تبادلات MySQL ده برابری نسبت به سرورهای مجهز به حافظه‌های اس‌اس‌دی P3700 فراهم کنند. در نتیجه به ازای هر تبادل، هزینه‌ به میزان ۹۱ درصد کاهش خواهد یافت.

با این حال، تغییر زیرساخت پایگاه داده برای متناسب شدن با درایوهای آپتین فوق سریع، هزینه‌ی بسیار هنگفتی می‌طلبد. اگرچه در دراز مدت، درایوهای آپتین ممکن است در بالا بردن سرعت پایگاه داده، فضای ابری و نرم‌افزارهای کاربردی یادگیری ماشین مفید باشند، اما جابه‌جایی به یک محیط hyper converged مستلزم تغییرات عمده‌ای در سخت‌افزار سرور، محیط مجازی‌سازی و سازمان‌دهی فضای ذخیره‌سازی در پایگاه داده خواهد بود.

به‌علاوه این‌که، حافظه‌های اس‌اس‌دی آپتین در نرم‌افزارهای درون مموری (in memory) مانند سیستم مدیریت پایگاه داده‌ی SAP HANA عملکرد خوبی ندارند. در علم نظری، با وجود فناوری Memory Drive، حافظه‌های اس‌اس‌دی آپتین می‌توانند مانند حافظه‌ی DRAM عمل کنند که در نهایت می‌توانند به وسیله‌ی نرم‌افزارهای درون حافظه استفاده شوند. به گفته‌ی مایرز، شرکت اینتل برای مورد استفاده قرار گرفتن هرچه بیش‌تر اس‌اس‌دی‌های آپتین، درحال مذاکره با توسعه‌دهندگان اصلی نرم‌افزار درون حافظه است.

طبق اظهارات مایرز، شرکت‌ها به‌طور فزاینده‌ای در حال حمایت از حافظه‌ی آپتین هستند. به عنوان نمونه، بیش از یک سال است که شرکت فیسبوک در حال تجربه‌ی حافظه‌ی آپتین است، اما هنوز نتایج خود را گزارش نکرده است. همچنین شرکت IBM در خدمات ابری Bluemix خود حافظه‌های آپتین به هم پیوسته‌ای دارد که تاکنون درباره‌ی محک‌زنی‌های آن صحبتی نکرده است.

موسسه هیولت پاکارد (HPE) قصد دارد اس‌اس‌دی‌های آپتین خود را به عنوان یک گزینه‌ی رسانه‌ای در آرایه‌های 3PAR ارائه دهد. HPE 3PAR شرکتی است که در زمینه‌ی تولید تجهیزات ذخیره‌سازی داده‌های رایانه‌ای فعالیت می‌کند. به گفته‌ی مدیر تولید HPE، ادواردو دوآرته، تأخیر جاری برای آرایه‌های درایو مبتنی‌ بر حافظه‌ی تماما فلش، حدود ۴۰۰ میکرو ثانیه تا ۱ میلی ثانیه است که با استفاده از فناوری 3D Xpoint حافظه‌ی Optane، به ۲۰۰ میکرو ثانیه تقلیل خواهد یافت.

همچنین سازگاری حافظه‌ی آپتین برای محیط ذخیره‌سازی مجازی‌سازی شده‌ی vSAN ساخت شرکت نرم‌افزاری VMware معتبر خواهد بود. به‌علاوه مایرز اظهار کرده که شرکت علی بابا هم تصمیم به استفاده از حافظه‌های آپتین در پایگاه داده و زیرساخت‌های یادگیری ماشین خود گرفته است. از طرف دیگر، شرکت اینتل برای تأیید اعتبار و قانونی کردن حافظه‌ی آپتین برای استفاده در محیط‌های ذخیره‌سازی ویندوز سرور، در حال مذاکره با شرکت مایکروسافت (Microsoft) است. علاوه‌ بر این، طیف وسیعی از شرکت‌ها از جمله لنوو (Lenovo)، نوتانیکس (Nutanix) و دل (Dell) تأیید کرده‌اند که با سخت‌افزار مبتنی‌ بر آپتین پا به میدان رقابت خواهند گذاشت.

آیا حافظه‌های اس‌اس‌دی آپتین، فناوری آینده‌ی حافظه‌ها محسوب می‌شوند؟