Несмотря на то, что страница истории, посвящённая созданию энергонезависимой памяти Optane, официально закрыта Intel, третье поколение модулей DCPMM всё-таки увидит свет и дополнит собой платформы Sapphire Rapids и Emerald Rapids (если к этому моменту они останутся в наличии). Об этом стало известно благодаря слайду, опубликованному в Twitter. Несмотря на принадлежность модулей PMem 300 (Crow Pass) к третьему поколению, в них испоьзуются кристаллы второго поколения, четырёхслойные Barlow Pass.

В Crow Pass применён новый контроллер Crow Valley с интерфейсом DDR-T2. Этот интерфейс позволяет создавать пулы Optane PMem объёмом до 4 Тбайт на сокет (8 × 512 Гбайт). Кроме того, DDR-T2 шина функционирует на вдвое более высокой частоте, нежели у ячеек памяти. И если PMem 200 предлагали интерфейс 3200 МТ/с, то в PMem 300 будут реализованы скорости 4000-4400 МТ/с, что более-менее соответствует параметрам модулей DDR5 DRAM, которые в серверных системах обычно имеют скорость 4800 МТ/с.

Источник: Twitter/9550pro

Соответствующим образом возрастёт производительность. Данные приводятся для режима 2RW1 (две операции чтения на одну операцию записи), и если первое поколение PMem ограничивается 4 Гбайт/с, а второе останавливается на отметке 4,83 Гбайт/с, то третье сможет развивать линейные скорости в районе 6 Гбайт/с. Ещё сильнее вырастет производительность в случайных операциях, с 1–1,2 Гбайт/с до 3 Гбайт/с.

Кроме того, в Crow Pass будут дополнены протоколы сохранения данных в случае потери питания — в дополнение к обычному режиму ADR появится FastADR. Как и предыдущие поколения PMem, Optane PMem 300 смогут работать в режиме App Direct, в качестве дополнения обычной DRAM и в смешанном режиме. Теплопакет у новинок, к слову, не изменился и составляет те же 15 Вт с возможностью кратковременного увеличения для повышения производительности, если есть запас по охлаждению.

Intel без особого ажиотажа и официального анонса начала поставки SSD серии DC P5810X на базе энергонезависимой памяти 3D XPoint, предназначенной для серверов и рабочих станций, а также для автомобильной отрасли и промышленности. В июле этого года компания объявила о решении закрыть подразделение по выпуску Optane и оценила убытки в $559 млн.

Новая серия SSD DC P5810X с кодовым названием Alder Stream включает два NVMe-накопителя ёмкостью 400 и 800 Гбайт, выполненные в форм-факторе U.2 с интерфейсом PCIe 4.0 x4. У обеих моделей показатель DWPD (число полных перезаписей в течение дня) равен 100, показатель MTBF (среднее время наработки на отказ) составляет 2 млн часов. На серию Optane SSD DC P5810X предоставляется пятилетняя гарантия от производителя.

Источник изображения: Intel

Обе модели P5810X обеспечивают 1,5 млн IOPS при произвольном чтении данных блоками по 4 Кбайт, 1,27 млн IOPS при произвольной записи у 800-Гбайт модели и 1,38 млн IOPS — у модели ёмкостью 400 Гбайт. Скорость последовательного чтения 800-Гбайт накопителя составляет до 7200 Мбайт/с, скорость последовательной записи — до 5400 Мбайт/с. Потребляемая мощность равна 24 Вт, в режиме ожидания — 4,6 Вт. У 400-Гбайт накопителя P5810X скорость последовательного чтения такая же как у 800-Гбайт модели, а скорость последовательной записи — до 6000 Мбайт/с. Потребляемая мощность равна 24 Вт, в режиме ожидания — 3,8 Вт.

В своё время совместная инициатива Intel и Micron, целью которой стало создание принципиально нового типа энергонезависимой памяти 3D XPoint, наделало много шума. Первые же выпущенные на основе данной технологии SSD показали великолепные результаты. Эту память сегодня мы знаем как Optane, и, увы, с надеждами на появление новых решений на её основе придётся распрощаться.

Тревожные звонки раздавались давно: в 2018 году Micron вышла из бизнеса, уступив своё производство 3D XPoint партнёру, а сама Intel отказалась от идеи выпуска потребительских накопителей на базе Optane. Но, по крайней мере, на тот момент она сосредоточила усилия на выпуске серверных решений. В их число вошёл и принципиально новый продукт: энергонезависимые модули DCPMM/PMem.

Они устанавливались в обычные слоты DIMM, не слишком сильно уступали в производительности классической оперативной памяти и позволяли кардинально нарастить объём доступной памяти за меньшую стоимость, нежели при использовании только DRAM. Казалось бы, память Optane нашла свою, пусть и довольно экзотическую нишу, что подтверждалось и многочисленными результатами тестов систем с Optane DCPMM, в том числе, в научных задачах. Но грянул гром!

По результатам II квартала 2022 года Intel сообщила, что изрядно похудевшее к этому моменту подразделение Optane принесло $559 млн убытков. Решение списать текущие запасы готовых решений и чипов по графе «убытки» окончательно доказывает то, что Intel действительно намеревается покончить с этой страницей своей истории. Равно как и с SSD — соответствующее подразделение продано компании SK Hynix.

На данный момент сама Intel официально подтвердила отказ от Optane: в рамках новой стратегии оптимизации бизнеса IDM 2.0 компания закроет подразделения, не являющиеся решающими в стратегическом отношении, либо просто недостаточно прибыльные. Впрочем, поддержка клиентов, уже вложившихся в Optane будет продолжена. Сама же Intel отметила, что переход на CXL позволит хотя бы отчасти заменить Optane PMem. Из альтернатив технологии Optane, тоже не слишком популярных, можно вспомнить Samsung Z-SSD и Toshiba/Kioxia XL-Flash.

Таким образом, приходится расстаться с мечтой о твердотельных накопителях не просто надёжных, но и лишённых традиционной медлительности NAND при операциях записи, особенно мелкоблочных. Стоимость производства чипов 3D XPoint даже во втором поколении, когда память удалось сделать четырёхслойной, всё же оказалась слишком высокой для того, чтобы устройства на её основе стали действительно выгодными для Intel.

Intel действительно анонсирует третье поколение Optane-решений, о чём было сказано ранее, однако базироваться эти продукты будут на существующей энергонезависимой памяти 3D XPoint второго поколения. Об этом, как передаёт издание Blocks&Files, сообщила Кристи Манн (Kristie Mann), вице-президент и глава группы Intel Datacenter and AI (DCAI).

Твердотельные накопители Optane первого поколения и PMem-модули (Apache Pass) с памятью 3D XPoint были представлены в 2018 году, а устройства второго поколения (P5800X и PMem 200) появились в 2020 году. В них используется память 3D XPoint второго поколения с четырьмя слоями ячеек вместо двух, как было в предыдущей версии.

Источник изображения: Blocks&Files

Манн сообщила, что ближе к концу этого года станет доступна серия Optane PMem 300, которая предназначена для грядущих Intel Xeon Sapphire Rapids, тогда как текущая серия PMem 200 (Barlow Pass) используется с процессорами Cooper Lake-SP и Ice Lake-SP. Заявление Манн о том, что в серии PMem 300 (Crow Pass) будет использоваться «старая» память, означает, что у Intel пока нет планов по разработке 3D XPoint третьего поколения, например, с восемью слоями.

А вот процессоры Intel Xeon Granite Rapids, как ожидается, будут поддерживать CXL 2.0, как и будущие Optane PMem 400 (Donahue Pass). Иными словами, PMem-модули, наконец, «отвяжутся» от Xeon и, вероятно, окажуется совместимы с процессорами других производителей, поскольку для их работы не понадобится доработка контроллера памяти в CPU. Кроме того, появление CXL 2.0 приведёт к росту производительности и новым вариантам совместного использования PMem, DRAM и SSD.

Источник изображения: Blocks&Files

Тем не менее, Манн отметила, что на данный момент новые расширения стандарта CXL все ещё находятся в разработке, поэтому она не может точно сказать, «какие типы устройств и функций будут встроены во все различные… процессоры и контроллеры». Ожидается, что с новым стандартом будут совместимы существующие приложения, исопльзующие PMem, а также изменится гранулярность доступа к памяти.

Третье поколение серверных Optane SSD под кодовым именем Lake Stream появится вместе с Sapphire Rapids и будет предназначено и для чипов Granite Rapids. Эти накопители также должны получить поддержку CXL. А поскольку это всё же обычные SSD, то нет никакой особой необходимости в синхронизации их выхода с выпуском очередной серии Xeon.

Технология 3D XPoint, даже несмотря на серьёзные убытки, понесённые Intel, продолжает развиваться. А наиболее оптимистичные аналитики прочат этой и другим перспективным типам памяти уверенный рост до конца десятилетия. Как сообщает Blocks & Files, в ближайшие недели компания собирается представить третье поколение решений Optane и уже работает над четвёртым (Donahue Pass).

В настоящее время основная часть Optane-решений — продукты второго поколения под кодовыми именами Alder Stream (SSD) и Barlow Pass (PMem-модули), но на мероприятии Storage Field Day представитель Intel рассказал о готовности компании анонсировать третье поколение, главной отличительной чертой которого станет поддержка CXL и иерархических пулов памяти.

Источник: Blocks&Files

Intel активно сотрудничает с крупными разработчиками: VMware, Microsoft, Nutanix и Red Hat. Компания не без оснований считает, что новая иерархия памяти в ближайшем будущем станет нормой: высший, нулевой уровень по-прежнему будет занимать DRAM, а следующий за ним плотно оккупирует Optane. В частности, был упомянут Project Capitola, над которым VMware трудится уже некоторое время. Однако для эффективной поддержки потребуется оптимизация гипервизоров и Intel активно работает в этом направлении.

Третье поколение Optane известно под кодовым именем Crow Pass, но, к сожалению, более подробных технических данных о нём пока нет. Впрочем, ждать осталось недолго: новинки будут анонсированы уже в этом месяце или в начале апреля. Вероятно, вместе с очередной порцией деталей о грядущих Intel Xeon Sapphire Rapids, которые должны получить как поддержку Optane PMem 300, так и новые SSD с 3D XPoint и, вероятно, PCIe 5.0.

В рамках мероприятия Intel FPGA Technology Day, которое прошло в конце 2021 года, компания Intel и её партнёры рассказали о последних достижениях в области разработки продуктов на базе FPGA, а также показали свои новейшие программные и аппаратные решения. Среди последних оказался и модуль Kestral от SMART Modular Technologies, который был анонсирован ещё весной.

Модули памяти Optane PMem продвигаются Intel достаточно давно, и это действительно уникальная по ряду параметров разработка. Такая память обладает достаточно высокой производительностью, чтобы работать в качестве «расширителя» обычной DRAM, но вместе с тем располагает основным свойством флеш-памяти — энергонезависимостью. При этом Optane PMem в пересчёте на единицу объёма стоят дешевле DRAM и позволяют набрать более объёмный пул памяти.

Изображения: SMART Modular Technologies

Но у Optane PMem есть один существенный недостаток — если SSD с этой памятью универсальны, то для PMem требуется система на базе Intel, причём процессоры Xeon Scalable первого поколения не поддерживается. Это резко ограничивает сферу применимости удачной в целом технологии. И модуль Kestral призван решить данную проблему.

Kestral, в целом, занимает некое промежуточное положение между накопителем и памятью. Это универсальное решение в виде FHHL-платы PCIe 4.0, сочетающее в себе сразу несколько полезных технологий. Kestral может включать SoC Cortex Arm-A53 с DDR4 ECC объёмом 2 Гбайт и eMMC-накопителем на 8 Гбайт. Собственно говоря, SoC является частью FPGA Intel Stratix 10 DX. А раз есть ПЛИС, есть и ряд готовых IP-блоков для ускорения различных задач.

Архитектура расширения памяти, предлагаемая SMART

Наконец, на плате Kestral имеется четыре DIMM-разъёма с поддержкой DDR4 и Optane PMem. Каналов памяти у Kestral два, они поддерживают смешанную работу DRAM и Optane, но максимальный объём в 2 Тбайт достигается при установке четырёх 512-Гбайт PMem-модулей. Латентность заявлена в районе менее 350 нс — выше, чем у подключаемых напрямую к CPU модулей (около 100 нс), но это искупается универсальностью Kestral.

Ограничений на тип процессора в хост-системе нет — разработчики говорят о поддержке любых систем с любыми архитектурами, лишь бы только те располагали стандартной шиной PCIe 3.0/4.0. При этом плата обходится стандартным пассивным радиатором и охлаждается за счёт вентиляторов сервера, имея теплопакет не выше 150 Вт. Аналогичный модуль, продемонстрированный Intel и Meta* (Facebook*), сейчас используется для практического тестирования CXL-памяти.

* Внесена в перечень общественных объединений и религиозных организаций, в отношении которых судом принято вступившее в законную силу решение о ликвидации или запрете деятельности по основаниям, предусмотренным Федеральным законом от 25.07.2002 № 114-ФЗ «О противодействии экстремистской деятельности».

Из формы 10-Q для комиссии по ценным бумагам и биржам США, в которой в числе прочего приводятся данные о выручке и операционной прибыли направления бизнеса, связанного с накопителями Optane, выяснилось, что в течение первых трёх кварталов прошлого года данный бизнес оказался для Intel убыточным.

Говорится, в частности, что в третьей четверти 2020-го выручка от реализации продуктов семейства Optane составила приблизительно $86 млн. При этом операционные убытки оказались на уровне $116 млн. За три первых квартала прошлого года направление Optane принесло $298 млн, а операционные убытки достигли $473 млн. Иными словами, на каждый полученный доллар Intel теряла $1,59.

Источник изображения: Intel

Это противоречит прошлогодним данным, однако в 2020 году Intel заключила сделку по продаже своих подразделений, специализирующиеся на производстве NAND и SSD (NSG), компании SK Hynix за $9 млрд. Поскольку бизнес Optane остаётся у Intel, его учёт ведётся уже в рамках подразделения, связанного с продуктами для ЦОД (DCG). Так, по итогам за третий квартал и прошедшие месяцы нынешнего года выручка Optane-направления составила $188 млн и $271 млн соответственно.

Отметим, что Intel остаётся единственным поставщиком решений на базе 3D XPoint. Ранее Micron приняла решение отказаться от этого вида бизнеса и продать профильное производство. Фабрика отойдёт Texas Instruments, которая переделает её под свои нужды. Несмотря на не слишком удачное с точки зрения прибыли развитие Optane, аналитики ожидают, что к 2028 году суммарная ёмкость поставленных модулей памяти Optane PMem будет выше, чем у DRAM.

Данные, представленные в отчёте Coughlin Associates и Objective Analysis, говорят о том, что глобальный рынок памяти новых типов ожидают светлые времена. Речь идёт о развивающихся технологиях энергонезависимых чипов, которые найдут применение в самых разных областях. Авторы документа, в частности, рассматривают память с изменением фазового состояния (PCM), магниторезистивную память (MRAM), резистивную память с произвольным доступом (ReRAM), сегнетоэлектрическую оперативную память (FRAM) и пр.

Эксперты полагают, что изделия на основе новых технологий постепенно будут вытеснять привычные решения вроде NOR Flash, SRAM и DRAM. Причём это касается как самостоятельных чипов памяти, так и памяти, интегрируемой в другие устройства — микроконтроллеры, процессоры и интегральные схемы специального назначения. В результате, к 2031 году объём глобальной отрасли развивающихся типов памяти достигнет $44 млрд.

Источник: Blocks&Files

К примеру, в сегменте энергонезависимой памяти 3D XPoint, применяемой в накопителях Intel Optane, к началу следующего десятилетия прогнозируется выручка на уровне $20 млрд. К 2031-му доход от реализации чипов памяти MRAM и STT-RAM (магниторезистивная память на основе переноса спинового момента) может достичь $1,7 млрд, увеличившись в 42 раза по сравнению с 2020-м. А встраиваемая память ReRAM и MRAM, идущая на замену NOR и SRAM соответственно, по факту займёт ещё большую долю рынка.

UPD 08.09.21: ресурс Blocks & Files опубликовал график из вышеупомянутого исследования, а также комментарий одного из авторов, который утверждает, что, согласно наиболее оптимистичному прогнозу, к 2028 году по суммарной ёмкости поставки модулей памяти Optane PMem (ранее DCPMM) на базе 3D XPoint превысят поставки обычной DRAM.

Корпорация Intel, по сообщениям сетевых источников, готовит к выпуску накопители Optane P5801X и D7-P5520, рассчитанные на применение в оборудовании корпоративного класса. В частности, устройства будут использоваться в центрах обработки данных (ЦОД).

Изделия Intel Optane P5801X выполнены в формате Enterprise and Datacenter SSD Form Factor (EDSFF) E1.S. Этот стандарт по сравнению с устройствами типоразмера M.2 позволяет добиться более высоких показателей плотности хранения информации, скорости, надёжности и энергетической эффективности.

Известно, что в серию Optane P5801X войдут модели вместимостью 400 и 800 Гбайт. Скоростные характеристики пока, к сожалению, не приводятся. Пробные поставки изделий начнутся в следующем квартале.

Устройства Intel D7-P5520 также имеют формат EDSFF E1.S. Известно, что эта серия вберёт в себя модели ёмкостью 1,92, 3,84 и 7,68 Тбайт. Такие решения будут применяться в серверах с высокой плотностью компоновки. Intel начнёт поставлять образцы этих накопителей в текущем году.

Более подробную информацию о характеристиках и сроках доступности новых устройств хранения данных корпорация Intel обнародует позднее.

VAST DATA выпустила платформу хранения LightSpeed, само название которой уже намекает на высокую скорость работы. Решение построено на базе другого продукта компании — Universal Storage DASE (DisAggregated, Shared, Everything), которое было анонсировано в прошлом году. Что такого особенного в новой архитектуре и действительно ли хранилище получилось быстрым?

По словам VAST, ее универсальное хранилище (Universal Storage) — это полностью новая технология, которая использует последние технологии, такие как NVMe-over-Fabric, Storage Class Memory (SCM, в даном случае это Optane) и флеш-память QLC. Все это вместе позволяет создать полностью дезагрегированное хранилище с флеш-памятью NVMe, с масштабированием до эксабайта и с поддержкой различных рабочих нагрузок.

Основные преимущества VAST Universal Storage DASE:

• Масштабирование СХД до эксабайта и глобальное пространство имен: каждый сервер имеет доступ ко всем накопителям в кластере, устраняется необходимость в дорогостоящем ускорении операций чтения/записи на основе DRAM или в тиринге, гарантируя, что каждая операция чтения/записи будет выполняться на быстрых накопителях NVMe.
• Серверы слабо связаны в архитектуре VAST и могут масштабироваться почти до бесконечности, потому что им не нужно координировать операции ввода-вывода друг с другом и они не обрабатывают межкластерное взаимодействие, что обычно является основной трудностью в масштабировании систем хранения. Серверы VAST можно поместить в контейнеры и встроить в серверы приложений, чтобы обеспечить производительность NVMe-oF на каждом хосте;
• Глобальная трансляция QLC: архитектура VAST DASE оптимизирована для записи на недорогие носители QLC, позволяет увеличить их долговечность до 10 лет, за счет применения новых методов размещения данных, с использованием большого буфера записи SCM;
• Глобальная защита данных: компромисс между затратами на защиту данных и отказоустойчивостью системы достигается за счет новых алгоритмов, которые при большом количестве узлов обеспечивают накладные расходы в 2% (по сравнению с 33-66% для традиционных систем);
• Глобальное сжатие: VAST применяет собственные разработки для сжатия данных, которое может быть как глобальным, так и побайтовым. Система обнаруживает и использует шаблоны схожести данных в глобальном пространстве имен на уровне детализации, который в 4 000 – 128 000 раз меньше, чем современные подходы к дедупликации. Конечным результатом является система, которая реализует эффективные алгоритмы сжатия для всех видов данных, без ущерба для скорости доступа.

По заявлению VAST, новые платформы LightSpeed NMVe обеспечивают вдвое большую пропускную способность, чем системы предыдущего поколения.

Кластеры VAST LightSpeed доступны в трех вариантах конфигурации:

• 2 узла LightSpeed, обеспечивающие пропускную способность 80 Гбайт/с, с использованием 32 GPU;
• 5 узлов (Pentagon), обеспечивающие пропускную способность 200 Гбайт/с, с использованием 80 GPU;
• 10 узлов (Decagon), обеспечивающие пропускную способность 400 Гбайт/с, с использованием 160 GPU.

VAST в настоящее время сотрудничает с NVIDIA, чтобы использовать технологию NVIDIA GPU Direct Storage, что позволит получить значительный прирост в производительности для операций ввода/вывода.