Обзор накопителя Intel Optane Memory H10

Впервые представленный в этом году на CES, дисковый накопитель Intel Optane Memory H10 сочетает в себе сразу две базовые технологии; в результате SSD-накопитель достаточно высокой емкости приобретает скоростные характеристики Optane, и все это – без существенного увеличения себестоимости. Технологии флэш-памяти Intel Optane и Intel QLC 3D NAND объединены в одном гибридном накопителе формата M.2 2280: технология Optane дает высокую скорость при работе с нагрузкой конечного пользователя, а флэш-память QLC позволяет создать сравнительно дешевый накопитель большой емкости.

Диск Intel Optane Memory H10 (в составе продукции крупнейших OEM-компаний) предназначен для потребительского рынка, то есть адресован геймерам, профессиональным разработчикам медиаконтента и обычным пользователям. Благодаря форм-фактору M.2 этот диск станет идеальным решением для ультратонких ноутбуков и компактных настольных компьютеров. Он будет обладать главными преимуществами технологии Optane – малой величиной задержки и высокими скоростями случайного чтения/ записи при большой глубине очереди. Память QLC – далеко не самая быстрая разновидность флэш-памяти NAND, зато она позволяет повысить емкость накопителя в рамках компактного форм-фактора и сравнительно низкой себестоимости.

Функционирование такой гибридной конфигурации обеспечивает драйвер Intel Rapid Storage Technology (Intel RST). Он работает за сценой и помогает накопителю H10 распознавать часто используемый контент и обрабатывать его более быстро. То есть при работе с часто используемыми данными и приложениями пользователь получает прибавку в скорости. Этот функционал является адаптивным и, если предпочтения пользователя изменились, через какое-то время автоматически перенастраивается в соответствии с этими изменениями. Технология RST является крайне важной для H10, так как она позволяет переложить наиболее интенсивную нагрузку – быстрое чтение и запись часто используемых данных – на Optane и освободить память QLC от этой непосильной для нее работы.

Это выражается в следующих показателях производительности H10: скорость последовательного чтения и записи – до 2400 и 1800 МБ/с соответственно. И, как уже упоминалось, Intel рассчитывает прежде всего на пользовательскую нагрузку с очень большой глубиной очереди – именно здесь лучше всего работает память Optane Memory, даже с учетом ее ограниченного объема. При глубине очереди 1 заявленные скорости случайного чтения и записи 4-килобайтных порций данных составляют 32000 и 30000 IOPS соответственно. При глубине очереди 2 – 55000 IOPS в обоих случаях. Для большей наглядности Intel переводит показатели производительности H10 в понятные конечному пользователю сравнительные характеристики. По сравнению с TLC SSD диск H10 в многозадачном режиме открывает программные приложения в 2 раза быстрее, большие медиафайлы – на 90% быстрее, запускает игры – на 60% быстрее.

SSD-накопитель Intel Optane Memory H10 выпускается в трех версиях разной емкости: диск емкостью 256 ГБ содержит 16 ГБ памяти Intel Optane Memory, а диски емкостью 512 ГБ и 1 ТБ – по 32 ГБ Optane Memory. Концепция этого накопителя предполагает его реализацию на рынке в составе готовых платформ от ведущих производителей, таких как HP, Dell, Asus и др. Минимальные системные требования: процессор восьмого поколения Intel Core серии U, драйвер RST 17.2, слот M.2 с интерфейсом PCIe (PCIe 3.0 x4 с NVMe) и материнская плата на чипсете PCH 300-й серии Intel. И хотя накопитель H10 – всего лишь потенциальный компонент готовой системы, Intel определила для него собственный гарантийный срок 5 лет и ресурс 300 TBW.

Спецификации Intel Optane Memory H10

Настройки

Технология Intel Rapid Storage Technology (Intel RST) предлагает пользователю ряд опций настроек накопителя H10. Открыв окно драйвера, мы находим следующие основные вкладки: Status, Manage, Intel Optane Memory, Performance, Preferences и Help. Вкладка Status содержит информацию о текущем статусе накопителя: режим функционирования (штатный/ нештатный), статус компонента Optane (подключен/ отключен), а также объем свободного пространства на диске – и в сегменте Optane, и в сегменте QLC.

Вкладка Manage позволяет более детально углубиться в параметры Optane и QLC.

Во вкладке Intel Optane Memory пользователь может подключить или отключить компонент Optane (в зависимости от своих потребностей). Здесь же можно закрепить за Optane выбранные файлы, папки и приложения, работу с которыми нужно дополнительно ускорить.

Производительность

Чтобы понять, почему в данном накопителе вместе с Intel Optane используется именно QLC NAND, важно представлять себе, как память QLC NAND работает с конкретными видами нагрузки. QLC NAND отлично справляется с чтением и быстрой записью данных в динамический буфер. Но при единовременной записи на диск более 15-20 ГБ данных скорость записи резко падает – это можно назвать камнем преткновения, поскольку TLC и MLC NAND не испытывают этой проблемы. Но в массовой продукции на базе QLC NAND можно уравновесить ситуацию с помощью Intel Optane. Память Intel Optane отлично подходит для операций записи, предлагая фантастические скорости перемещения небольших файлов с большой глубиной очереди. Ее единственный реальный недостаток – высокая себестоимость. Поэтому такой гибридный продукт, как Intel Optane H10, представляет собой оптимальное решение, в котором к базовой памяти QLC NAND добавлен сравнительно небольшой высокопроизводительный компонент Optane Memory.

В данном обзоре методика тестирования производительности немного отличается от типовой, поскольку H10 – это не обычный SSD, а по сути комбинация двух разных накопителей на одной карте M.2 под управлением Intel RST. Так как H10 работает только с последними моделями процессоров, компания Intel предоставила нам в качестве тестовой платформы ноутбук HP Spectre x360. В отличие от других накопителей, для Intel Optane Memory H10 мы провели четыре отдельных теста: Disabled 1Q (D1Q), Disabled 2Q (D2Q), Pinned 1Q (P1Q) и Pinned 2Q (P2Q). Результаты Disabled фактически относятся только к QLC-компоненту диска, а результаты Pinned показывают только производительность компонента Optane Memory в составе H10. Ключевой момент здесь – определить эффективный вклад Optane Memory, а также посмотреть, что будет происходить при работе с незакрепленными данными, которые могут подвиснуть при перегрузке QLC-компонента диска.

Смотрим на скорости последовательной передачи двухмегабайтных файлов: чтение – 1,42 ГБ/с в тесте D1Q, 1,44 ГБ/с в тесте D2Q, 1,58 ГБ/с в тесте P1Q и 1,334 ГБ/с в тесте P2Q; запись – 909,62 МБ/с в D1Q, 926,25 МБ/с в D2Q, 323,42 МБ/с в P1Q и 350,71 МБ/с в P2Q. Хотя сегмент Optane и предлагает более высокие скорости при записи небольших файлов, при последовательной передаче больших файлов он фактически оказывается медленнее основного сегмента гибридного SSD H10. В любом случае это нужно иметь в виду, собираетесь ли вы доверить распределение ресурсов Optane системе и Intel RST или будете сами закреплять за сегментом Optane определенные файлы.

При передаче двухмегабайтных файлов в случайном порядке диск H10 продемонстрировал следующие скорости: в тесте D1Q – 1,026 ГБ/с при чтении и 874,84 МБ/с при записи; в тесте D2Q – 1,017 ГБ/с при чтении и 853,98 МБ/с при записи; в тесте P1Q – 1,536 ГБ/с при чтении и 376,82 МБ/с при записи; в тесте P2Q – 1,204 ГБ/с при чтении и 352,05 МБ/с при записи. Здесь мы снова видим относительно слабую пропускную способность сравнительно небольшого сегмента Optane на фоне основной части (QLC) гибридного накопителя Intel H10.

Целью наших бенчмарков со случайным чтением и записью четырехкилобайтных файлов была как раз проверка производительности накопителя при усиленной нагрузке в части пропускной способности. Здесь H10 продемонстрировал следующие показатели: чтение – 61,66 МБ/с в D1Q, 112,92 МБ/с в D2Q, 88,08 МБ/с в P1Q и 307,96 МБ/с в P2Q; запись – 169,53 МБ/с в D1Q, 286,06 МБ/с в D2Q, 144,02 МБ/с в P1Q и 326,99 МБ/с в P2Q.

Производительность при этом составила соответственно 15784 и 43400 IOPS при чтении и записи в тесте D1Q, 28908 и 73231 IOPS при чтении и записи в тесте D2Q, 22549 и 36869 IOPS при чтении и записи в тесте P1Q, 78837 и 83708 IOPS при чтении и записи в тесте P2Q.

И здесь же мы видим у H10 следующие показатели задержки: среднее значение времени задержки – 0,0229 мс в D1Q, 0,0271 мс в D2Q, 0,0269 мс в P1Q и 0,0237 мс в P2Q; максимальное значение времени задержки – 21,80 мс в D1Q, 22,32 мс в D2Q, 14,56 мс в P1Q и 13,48 мс в P2Q.

Заключение

Итак, компания Intel, учтя ограничения флэш-памяти QLC NAND на скорость записи, выпустила гибридный SSD-накопитель Optane Memory H10 формата M.2, сочетающий в себе преимущества технологий Intel Optane Memory (высокая производительность) и Intel QLC (низкая себестоимость емкости). Диск использует интерфейс NVMe и совместим с платформами на базе процессоров Intel Core 8-го и 9-го поколений (или более новых). Накопитель H10 адресован тем пользователям, которым бывает нужна скорость уровня Optane, но не в масштабах целого накопителя большой емкости, потому что такие накопители относятся к классу премиум и стоят соответственно. Техническая концепция H10 во многом аналогична последним гибридным решениям, в которых флэш-память скомпонована с HDD, хотя в данном случае мы имеем дело с комбинацией большого объема дешевой флэш-памяти и небольшого объема высокопроизводительной флэш-памяти. Конечная цель создания этого гибридного продукта – обогатить типовой SSD быстрым сегментом без потерь в емкости и существенного повышения цены.

Что касается функциональности, то конечный пользователь ни за что не догадается, что в его ноутбуке по сути используются два отдельных SSD. Накопитель H10 поступит на рынок исключительно в составе готовых решений от ведущих производителей, таких как HP, Dell и Asus. И, поскольку программа Intel RST тихо-мирно управляет распределением данных в фоновом режиме, то какого-либо вмешательства со стороны пользователя не требуется. RST может работать полностью автономно, но продвинутые пользователи также могут сами вручную закрепить нужные файлы и приложения за быстрым компонентом Optane Memory.

Если говорить о производительности, то H10 ведет себя достаточно хорошо – в тех случаях, когда ограничения по скорости записи на QLC SSD можно компенсировать за счет Optane Memory. Основной минус, который мы обнаружили, заключается в том, что пользователь может не разобраться, при каких операциях записи пропускная способность у сегмента QLC доходит почти до 1 ГБ/с, а у сегмента Optane падает ниже 400 МБ/с. Хотя для большинства пользователей Optane H10 это скорей всего никогда не станет серьезной проблемой, так как все остальные действия, и прежде всего – связанные с быстрым чтением или большой глубиной очереди, проходят очень хорошо.

Накопитель Intel Memory Optane H10 предлагает хорошую производительность вкупе с высокой емкостью по доступной цене. Альтернативные варианты – обычные QLC SSD – тоже предлагают высокую емкость по доступной цене, но за это приходится расплачиваться низкой скоростью записи при серьезной нагрузке. Типовые SSD с памятью TLC предлагают более высокую скорость, но при той же емкости стоят дороже. Диск Intel Optane H10 занимает здесь промежуточную нишу. Но в конечном счете все сводится к цене. Если Intel назначит приемлемую цену, то H10 станет неплохим вариантом для массового пользователя. Если же цена окажется слишком высокой – за сам диск или за всю системную конфигурацию – то, возможно, более привлекательным решением станет ноутбук с традиционным SSD.