Technologia zapisu danych na miarę dzisiejszych potrzeb biznesu – Intel Optane

Rosnąca skala wykorzystania danych w biznesie, presja na zapewnienie jak najszybszego dostępu do nich, a jednocześnie powszechne dążenia do optymalizacji kosztów przekładają się na nowe potrzeby w obszarze nośników danych. Takim oczekiwaniom dobrze odpowiada technologia Intel Optane.

Oczekiwania względem danych rosną, w miarę jak kolejne organizacje wkraczają na ścieżkę zmian biznesowych uwarunkowanych możliwościami nowych technologii IT. Skrócenie czasu dostępu do danych, przyspieszenie uruchamiania aplikacji i zwiększenie wydajności przetwarzania w skali całych firm wdrażających modele działania w oparciu o dane powoduje, że barierą staje się m.in. wykorzystywane od lat podejście do zapisu danych w podziale na pamięć operacyjną, podręczną i dyskową.

Wzrost ilości gromadzonych – użytecznych lub potencjalnie użytecznych – danych, a także podyktowana chęcią uzyskania jak najbardziej szczegółowych danych presja na eliminowanie wszelkich agregatów danych, sprawiają, że niezbędna staje się zarówno systematyczna rozbudowa środowisk bazodanowych i serwerowych. Z kolei użytkownicy biznesowi oczekują, że pomimo istotnie większych niż w przeszłości zbiorów przetwarzanych informacji, ich stacje robocze będą działać przynajmniej tak samo szybko, jak sprzęt wykorzystywany w celach prywatnych. Tymczasem, jak pokazuje praktyka, tradycyjne pamięci masowe nie zapewniają wystarczającej skalowalności. Jednocześnie, wykorzystywanie na szeroką skalę opartego na przetwarzaniu w pełni w oparciu o pamięć operacyjną wymaga ogromnych, często nieuzasadnionych efektami, nakładów.

Na rynku dostępne są już jednak układy pamięci oparte na nowych, innowacyjnych rozwiązaniach. Potencjał rozwiązań opartych na technologii trójwymiarowego zapisu danych wykracza dalece poza typowe zastosowania konsumenckie. Prym wiodą tu nowe rozwiązania firmy Intel. Według przedstawicieli producenta pamięci Intel Optane doskonale wpasowują się lukę pomiędzy układami pamięci DRAM oraz nośnikami flash typu NAND. W rzeczywistych zastosowaniach mogą one z powodzeniem zastępować nawet pamięć RAM.

Nowy sposób zapisu danych

Intel Optane to nazwa rynkowa technologii 3D XPoint rozwijanej w ramach współpracy firm Intel oraz Micron Technology. Zakłada ona wykorzystanie zmian w oporności wielowarstwowej, siatkowej struktury zbudowanej m.in. z materiału opartego na chalkogenkach na potrzeby tworzenia szybkich, nieulotnych pamięci. Brak konieczności stosowania tranzystorów przekłada się zaś na wysoką gęstość upakowania komórek pamięci. Co ważne, pamięci Intel Optane zapewniają dostęp do poszczególnych bitów danych, co skutkuje m.in. zwiększeniem szybkości wykonywania operacji odczytu i zapisu. Warto dodać, że nośniki te zapewniają czasy dostępu do poszczególnych komórek danych na poziomie dziesiętnych części milisekundy. Dla porównania klasyczne dyski talerzowe dysponują czasami dostępu na poziomie kilku, czy nawet kilkunastu milisekund. Co ważne, w przypadku technologii Intel Optane liczba wykonywanych operacji zapisu nie wpływa na żywotność nośnika – inaczej niż ma to miejsce w odniesieniu do dysków typu SSD.

Wykorzystanie technologii Intel Optane pozwala też osiągnąć wysokie – sięgające 2400 MB/s oraz 2000 MB/s jednostajne wydajności, odpowiednio w przypadku operacji odczytu i zapisu sekwencyjnego. Oznacza to, że choć układy Intel Optane nieznanie ustępują wydajnością najszybszym pamięciom NAND, to zapewniają możliwość utrzymania wysokiej szybkości odczytu i zapisu w bardziej kompleksowych zastosowaniach niż jednostkowe operacje. Wysoka wydajność, niskie opóźnienia dostępu do danych oraz wysoka żywotność sprawiają, że nośniki oparte na technologii Intel Optane dobrze sprawdzają się w zastosowaniach bazodanowych, a także w roli pamięci podręcznej.

Nie tylko dyski

Przeznaczone do użytku korporacyjnego karty rozszerzeń Intel Optane mogą dodatkowo pełnić rolę – wolniejszej, ale zapewniającej większą przestrzeń po niższych kosztach – alternatywy dla pamięci operacyjnej. Dzięki wykorzystaniu technologii znanej jako Intel Memory Drive Technology możliwe staje się zastosowanie układów Intel Optane w roli pamięci operacyjnej. Daje ona bowiem możliwość zintegrowania podsystemu pamięci operacyjnej oraz nośników Intel Optane w sposób w pełni transparentny dla środowiska operacyjnego. Oznacza to, że zastosowanie pamięci Intel Optane w takim modelu nie wymaga dokonywania żadnych zmian w warstwie oprogramowania, zapewniając przy tym wydatny wzrost wydajności. W powiązaniu z najnowszymi procesorami rodziny Intel Core układy Intel Optane mogą pełnić też rolę akceleratorów dla typowych dysków twardych.

Oznacza to, że pamięci Intel Optane cechuje duża uniwersalność, szczególnie z perspektywy zastosowań biznesowych. Nośniki Intel Optane mogą bowiem pełnić rolę samodzielnych magazynów danych, uzupełnienia dla pamięci operacyjnej, a także – akceleratora dla klasycznych dysków twardych. Przykładem opartego na technologii Intel Optane rozwiązania przeznaczonego do zastosowań korporacyjnych jest rodzina kart rozszerzeń Intel P4800X. Według zapewnień producenta wykorzystujące interfejs PCIe NVMe 3.0 x4 rozwiązania zostały zaprojektowane pod kątem zastosowań wymagających najwyższej wydajności w zakresie operacji odczytu i zapisu. Niezależnie od interfejsu, pamięci Intel P4800X oferowane są w dwóch, zróżnicowanych pod kątem pojemności, wersjach – 375 GB oraz 750 GB.

Co ciekawe, rozwiązania oparte na technologii Intel Optane są dziś dostępne także w ofercie niektórych dostawców usług w modelu chmury obliczeniowej, co potwierdza ich duży potencjał w zastosowaniach biznesowych.

Także dla użytkowników końcowych

Moduły pamięci Intel Optane są obecnie dostępne także dla komputerów osobistych – w formie alternatywy dla klasycznych dysków lub jako nośniki wykorzystujące interfejs M.2 o pojemnościach 16 lub 32 GB.

Z analiz przeprowadzonych przez specjalistów firmy Intel wynika, że wykorzystanie układów pamięci Intel Optane pozwala m.in. na nawet czterokrotnie skrócenie czasu otwierania dużych plików multimedialnych. Układy oparte na nowej technologii mogą być bowiem z powodzeniem wykorzystywane także w roli pamięci podręcznej.

W przypadku zastosowań biurowych również realne jest kilkukrotnie zwiększenie responsywności aplikacji – średni czas potrzebny na otwarcie przeglądarki internetowej na komputerze wyposażonym w dodatkowy dysk oparty na technologii Intel Optane jest 5 razy krótszy niż w przypadku analogicznej konfiguracji pozbawionej tego nośnika. Kilkukrotnie mniej czasochłonny jest też proces ładowania rozbudowanych prezentacji graficznych w popularnym oprogramowaniu biurowym.

Artykuł opracowany przy współpracy z firmą Intel