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Optane: Intel sattelt bei den Enterprise-SSDs langsam auf 3D Xpoint um

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Seit einigen Monaten rührt Intel fleißig die Werbetrommel für seine zusammen mit Micron entwickelte Speichertechnologie 3D XPoint. Diese stellt eine Art Zwischenprodukt aus NAND und DRAM dar. Es handelt sich also um einen nichtflüchtigen Speicher, der nicht nur extrem hohe Datenraten, sondern auch niedrige Latenzen und hohe IOPS erreichen soll.

Nun hat Intel mit der Optane SSD DC P4800X eine erste Enterprise-SSD vorgestellt, die auf 3D XPoint basiert. Bereits vor einigen Wochen startete Intel die dazugehörige Produktseite, ohne dabei genauer auf technische Details der ersten Hardware einzugehen. Zu diversen Gelegenheiten hat Intel bereits Leistungsvergleiche angestrebt, heute nun geht es um finale Details, Preise und Verfügbarkeit.

Mit den Optane-SSDs bzw. dem 3D-XPoint-Speicher will Intel die Paradigmen für schnellen Speicher erneuern. Derzeit wird DRAM als Arbeitsspeicher und NAND als Massenspeicher verwendet. Die Entwicklungssprünge bei den SSDs sind derzeit enorm und so erreichen per PCI-Express angebundene Modell inzwischen 3 GB/s und mehr. Doch die reine Bandbreite ist nicht in jedem Marktsegment ausschlaggeben und so könnte 3D XPoint in die Lücke preschen, die noch immer zwischen DRAM und NAND vorhanden ist. Im Servermarkt besonders wichtig ist dabei eine möglichst niedrige Latenz und so soll 3D XPoint in diesem Bereich den Fokus setzen.

Die Intel Optane SSD DC P4800X soll typische Latenzen für das Lesen und Schreiben von 10 µs vorzuweisen haben, während selbst die schnellsten NAND-basierten SSDs auf mehrere Millisekunden kommen. Mindestens 4 µs kommen alleine schon durch den Overhead von PCI-Express und NVMe zusammen, was die Leistung von 3D XPoint noch einmal verdeutlicht.

Noch deutlicher wird dieser Vorteil, wenn wenig ideale Bedingungen zusammenkommen.So erreicht eine Optane SSD DC P4800X bei gleichzeitiger Übertragung von 2 GB/S und etwa 500.000 IOPS dennoch eine Latenz von weniger als 30 µs. Vergleichbare Leistungswerte für NAND-basierte SSDs liegen mehr als deutlich darüber. Zugriffe von weniger als 200 µs treten laut Intel bei mehr als 99,999 % aller Zugriffe auf. Dies gilt selbst für eine Queue Depth von 16.

Intels 3D XPoint wird in Dies mit einer Kapazität von jeweils 16 GB gefertigt. Die Optane SSD DC P4800X startet bei einer Gesamtkapazität von 375 GB. Im Verlaufe des Jahres sollen aber noch Modelle mit 750 GB und 1,5 TB folgen. Intel hat bisher auch noch recht wenig über den dazugehörigen Controller verraten. Beim Modell mit 375 GB soll dieser aber über sieben Channel verfügen, die jeweils vier Chips anbinden. Bei den insgesamt 28 verbauten Chips kommt die SSD auf eine Bruttokapazität von 448 GB. Auf den Fotos ist zu erkennen, dass Intel jeweils 14 der Chips auf jeder Seite des PCBs unterbringt.

Einer der großen Vorteile von 3D XPoint ist, dass dieser Byte-genau beschrieben und gelesen werden kann. Dies bietet einen entscheidenden Vorteil gegenüber NAND, der je nach Page Size für einen Schreib- und Lesevorgang mit großen internen Defragmentationen zu kämpfen hat. Dies gilt auch für das Löschen von Daten. Bei diesem Vorgang musste meist viele Daten umgeschrieben werden, um den Erase Block auch einhalten zu können. Dies dürfte auch bedeuten dass SSDs mit 3D-XPoint-Speicher nicht derart degradieren sollten, wie dies bei NAND-SSDs der Fall ist. Dennoch versieht Intel die Optane-SSDs mit etwas Puffer beim Gesamtspeicher, um Metadaten, Fehlerkorrekturen und andere Funktionen erfüllen zu können.

Intel gibt für die Optane SSD DC P4800X eine Lebensdauer von 30 Schreibzyklen pro Tag an. Man hofft aber diesen Wert in Zukunft weiter steigern zu können. Auf das erste Modell gibt Intel eine Garantie von drei Jahren und spricht von 12,3 PB, die mindestens darauf geschrieben werden können. Mit der Veröffentlichung weiterer Modelle will Intel die Garantiezeit auf fünf Jahre verlängern.

Heute startet aber zunächst nur die besagte Intel Optane SSD DC P4800X mit 375 GB zu einem Preis von 1.520 US-Dollar. Die als Add-in-Card ausgeführte PCI-Express-SSD wird zunächst aber nur in begrenzten Stückzahlen verfügbar sein. Im zweiten Quartal soll eine U.2-Variante mit ebenfalls 375 GB folgen. Hinzu kommt eine weitere AIC (Add-in-Card) mit 750 GB. Für die zweite Jahreshälfte spricht Intel von weitere Kapazitätsschritten, ohne dabei genauere Details zu nennen.

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