Intel Optane là gì và thiết bị hoạt động như thế nào?

Bên cạnh 2 dạng SSD cổ điển là SATA và NVMe PCle thì một cải tiến trong mảng bộ lưu trữ gần đây của Intel có tên là Optane.

Với nhiều điều cần tìm hiểu về Optane, bài viết này trả lời các câu hỏi về Intel Optane là gì và thiết bị hoạt động như thế nào.

Intel Optane là gì?

Optane dựa trên công nghệ 3D Xpoint, khác với NAND của SSD và DRAM của RAM. Optane có tốc độ đọc/ghi dữ liệu không nhanh bằng RAM nhưng dung lượng cao hơn rất nhiều, lại không cần nguồn điện để duy trì dữ liệu như RAM. Mục đi ban đầu ra đời của Optane là để giải quyết hai thứ:

• Làm bộ nhớ đệm cho HDD, vì HDD quá chậm
• Làm bộ nhớ đệm hỗ trợ cho RAM, vì RAM quá đắt tiền

Cơ bản thì Optane nó nằm giữa ổ cứng lưu trữ và RAM, nó không thể thay thế được RAM nhưng đã có thể sử dụng cho mục đích lưu trữ. Optane ban đầu được phát hành ở dạng M.2 80mm dung lượng nhỏ 16, 32 và 64 GB nhưng sau đó đã được cập nhật lên đến 1.5 TB.

Trước đây, Optane bị giới hạn trong các nền tảng mới của Intel nhưng giờ đây bộ nhớ này đã có sẵn trên nhiều nền tảng khác nhau bao gồm cả CPU AMD.

Intel Optane hoạt động như thế nào?

Với chip 3D Xpoint, Optane có thể đạt được sự cân bằng hiệu suất giữa SSD NVMe và RAM hệ thống. Hầu hết mọi người đều biết rằng bộ nhớ hệ thống (RAM) nhanh hơn và nhạy hơn nhiều so với SSD, ổ cứng HDD thông thường. Tuy nhiên, dữ liệu trong bộ nhớ hệ thống rất dễ bị mất, cụ thể khi mất điện.

Các chip 3D Xpoint của Optane phản hồi nhanh hơn nhiều so với SSD nhưng vẫn chậm hơn RAM. Vì Optane lưu trữ thông tin giống như SSD nên sẽ không dễ bị mất dữ liệu. SSD NVMe hoạt động tốt hơn trong các trường hợp như đọc và ghi nhiều dữ liệu vào ổ đĩa cùng một lúc nhưng đối với các tác vụ truy cập ngẫu nhiên Optane sẽ chiếm ưu thế hơn.

Nói đến tác vụ truy cập ngẫu nhiên thì sẽ nhắc đến chỉ số IOPS. IOPS (Input/Output Operations per Second) là chỉ số đo lường khả năng truy cập ngẫu nhiên của thiết bị lưu trữ. Chỉ số này cho thấy khả năng đáp ứng của bộ nhớ.

Dễ hiểu thì thế này, tốc độ đọc ghi thông thường tình bằng MB/s là tốc độ ghi đọc/ghi một khối lượng dữ liệu lớn, hàng trăm MB và tuần tự. Nhưng nó chỉ phản ảnh được tốc độ lưu trữ dữ liệu. Còn đối với hệ thống, hay cụ thể là cách CPU hoạt động, nó không lấy một lúc hàng trăm MB, nó chỉ trích xuất từng đoạn yêu cầu nhỏ để xử lý, mỗi lần như vậy có thể chỉ vài Kb nhưng nó sẽ cần trích xuất hàng trăm ngàn lần mỗi giây. Việc đọc/ghi dữ liệu với tần suất kinh khủng đến như vậy sẽ khiến một SSD thông thường rất nhanh hư, lỗi và RAM sinh ra để phục vụ yêu cầu như thế.

Để so sánh, một ổ Samsung 970 Evo 256GB có tốc độ đọc/ghi thông thường vào khoảng 3400 MB/1500 MB. Trong khi một ổ Optane tương đương có thể đọc liên tiếp 2500 MB và ghi liên tiếp 2000 MB.

Tuy nhiên, 970 Evo 256GB chỉ đạt tốc độ ghi ngẫu nhiên tối đa 350,000 IOPS và đọc ngẫu nhiên 200,000 IOPS. Còn với Intel Optane 900P 280GB là 500,000 IOPS ghi ngẫu nhiên và 550,000 IOPS đọc ngẫu nhiên.

Về độ bền, một ổ Samsung 970 Evo 256GB có TBW (hiểu là tuổi thọ ghi của ổ cứng, đạt đến ngưỡng này ổ cứng có thể lỗi, hư) vào khoảng 150 TB. Trong khi đó một ổ Intel Optane 900P có thể đạt 5.11 PB (~5110 TB), tức gấp hơn... 30 lần.

Cũng vì vậy mà giá không hề rẻ. Một chiếc Evo 970 1TB sẽ có giá khoảng 130 USD. Optane 960GB 905p có giá khoảng 1,262 USD. Phiên bản 380 GB của 905p có giá khoảng 505 USD cho loại M.2 110mm có thể sẽ không phù hợp với hầu hết các bo mạch chủ sản xuất trước năm 2018.

Ai cần sử dụng Optane?

Nhìn chung, Intel Optane không thực sự quá cần thiết vì hiện nay giá SSD và RAM đã khá rẻ, một hệ thống có SSD tốc độ cao và dung lượng RAM lớn là quá đủ để sử dụng. Chỉ khi hệ thống của bạn sử dụng HDD hoặc SSD SATA tốc độ thấp, cùng dung lượng RAM ít mới cần sự hỗ trợ của Intel Optane, khi đó trải nghiệm sẽ được cải thiện đáng kể.