Intel Optane Memory 教学与测试

导读 Intel 为了满足用家对硬碟储存容量的高需求,同时又能提供 SSD 快闪记忆体的效能及速度,推出全新首发的 Intel Optane Memory ,


Intel 为了满足用家对硬碟储存容量的高需求,同时又能提供 SSD 快闪记忆体的效能及速度,推出全新首发的 Intel Optane Memory ,以 3D Xpoint 技术打造、使用 M.2 PCI-e x2 插槽为传输介面基础,分别备有 16GB 及 32GB 两款容量版本,以配合不同容量的硬碟所需。 ( 官方建议每 1TB 的硬碟机可以搭配 16GB Optane Memory 以发挥最大效能 )



Intel Optane Memory

Intel Optane

SSD 的效能、外观及系统支援度一直都在用便家心目中保持无与伦比的地位。可惜价格亲民化以及储存容量一直都追不上它的性表现以及在用家心目中地位提升。有见及此, Intel 希望藉住以 Optane Memory 作为系统硬碟的缓存,就像一块硬碟存取的加速卡,以亲民价格为系统提供硬碟大容量储存,以及媲美甚至超越真正 SSD 的效能表现 ( 效能不再像 SSHD 所加乘的那么少 ) ,指望满足上述三项考虑因素,让买家于加入高性能系统行列。

Intel Optane

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Intel Optane Memory 以 3D XPoint 堆叠式记忆体技术打造,作为系统硬碟的缓存加速模组,有别于现存快闪固态记忆体, Intel Optane Memory 在 IOPS 、延迟值读写速度 ( 尤其贴近日常应用层面多的细小区块资料 ) 、寿命方面、甚至性价比方面亦都有着显着的优势,贴近甚至于某些方面的应用及基準测试层面超越现最高阶 PCI-e NVMe 介面的 SSD 固态硬碟。

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3D XPoint 架构的非挥发性记忆体运作原理是以快闪记忆体单元的选择器和储存部分採用硫族化物作材料,使用电阻并且是位元可寻址,基于「 bulk 材料的电阻变化」,从而比传统的快闪记忆体于读写运作上更快、更稳定,而且各个资料单元不需要电晶体,因此封装密度将是 DRAM 的 4 倍。

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3D Xpoint 于存取速度及延迟值上将有着可媲美 DRAM 的性能表现,但价格却是 DRAM 的一半左右,速度上相较传统 NAND 快闪记忆体快 1000 倍及耐用可高达 1000 倍,即最少一百万覆写次数,比起 NAND 快闪记忆体能耐的 3000 至 10000 覆写次数高出很多,即使有 Trimming 跟 Over Provisioning 的提升也只是接近十万覆写次数,但价格方面会比 NAND 快闪记忆体贵 4 至 5 倍。

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由于 DRAM 记忆体未能于断掉电源供应之情况下维持资料记忆状态,所以其技术未能应用于「非挥发性记忆体」之上。

规格循序读取 ( 高达 )1350 MB/s循序写入 ( 高达 )290 MB/s随机读取 (8GB 範围 ) ( 高达 )240000 IOPS随机读取 (100% 範围 )240000 IOPS随机写入 (8GB 範围 ) ( 高达 )65000 IOPS随机写入 (100% 範围 )65000 IOPS延迟 - 读取7 µs延迟 - 写入18 µs功率 - 活动中3.5 Watts功率 - 闲置1 Watt机型M.2 22 x 80mm介面PCIe NVMe 3.0 x2

简易安装步骤及小贴士:

到目前为止,只有 Intel 200 及 X299 系列晶片组主机板,以及搭载 Intel 第 7 代 Kaby Lake 、 Skylake-X 及 Kaby Lake-X CPU ,还要有最少一个 M.2 插槽之系统能支援 Intel Optane Memory 之技术。个别厂商之主机板可能会多于一个 M.2 插槽,而哪一个插槽才能支援 Intel Optane Memory 之技术,请详阅该主机板之使用手册。

注:

Optane memory 只能为 UEFI 模式下安装及运行的作业系统加速,非支援 UEFI 安装及运行模式的作业系统例如 Windows7 或以前的作业系统并不能使用 Optane Memory 作加速。

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安装好 Intel Optane Memory 于主机板指示支援 Optane 技术的 M.2 插槽,只要根据以下简单步骤,即可享用 Intel Optane Memory 为系统带来的优越效能。

1. 先更新 BIOS

有些主机板厂商会标榜某些 BIOS 更新是专为支援 Intel Optame Memory 而设,为确保系统稳定性,请先更新主机板 BIOS 至最新版本。

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2. 进行 Windows 10 安装

选择自订安装选项,把 Windows10 以 UEFI 模式安装到大容量之硬碟机上 ( 如果本身已经有 UEFI 模式下安装的 Windows 在使用,可直接跳至步骤 3 ,否则没有使用 UEFI 模式下安装的 Windows 系统是不能使用 Optane 加速的,即 Legacy mode 下运行的 Windows10 或永远只能用 Legacy mode 运行的 Windows7 或以前的作业系统这些不支援 UEFI 安装的作业系统是不能使用 Optane Memory 作加速 )

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** Tips :由于系统会把 Optane Memory 认作一只 NVMe 介面的 PCI-e SSD ,所以在选择磁碟机时,请忽略 Optane 的选择,直接安装系统到硬碟即可,留下 Optane 区块作加速之用。

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- 有关 Windows10 的最新版本下载,详情可参阅微软官方网站提供的Media Creation Tool 之介绍

3. 进入系统后,笔者强烈建议先进行 diskpart 的磁碟机 Clean 功能,否则于某些情况下例如 Optane 记忆体中被启用过,被标记为使用中,则不能被用作加速用途。

- 先以系统官理员身份执行 CMD

- 输入 diskpart ,以进入 siskpart 功能

- 输入 list disk ,让系统读取可选之磁碟机

- 然后会列出系统现在的磁碟机,针对 Optane 记忆体大小来辨认 ( 如果无法辨认,可以先关掉系统,再移除所有难以辨认的磁碟机插线,再于完成所有 Optane 安装后驳回 )

- 输入 Select DiskX,以选择 Optane 磁碟机 ( X 为磁碟机数字代号,每人所属系统所标示的数字因系统而异 )

- 最后输入 Clean ,以清除资料,完成后,关闭对话框即可

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** Tips :进入系统后,于未安装任何 Intel Optane Memory 驱动的情况下,在磁碟机管理当中是可以看到 Optane Memory 被系统视为一个约 27GB 的未启用磁碟机

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于该区块上右键并点选内容,可以检查该磁碟机是否以 INTEL MEMPEK 字头命名

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4. 直接到Intel 官方网站 下载 Intel Optane Memory 之驱动程式,并完成安装。

官方载点:按此

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5. 完成安装后,开启 Intel Optane 记忆体程式,并点击启用

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点选清除 Intel Optane 记忆体模组上的所有资料 ( 但不能清除磁碟机已启用的的标记 ) ,再点选继续。

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** Tips :如果没有进行步骤 3 ,同时 Optane 记忆体已被定为启用中,于开启 Intel Optane 记忆体程式之后可能会遇见以下画面,此时便需要进入 BIOS ,以 BIOS 内建功能移除 Optane 先前忆记着的「被使用」状态。

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** Tips :如果 Intel Optane 记忆体表示无法启用 Optane 记忆体的话,有机会 Optane 记忆体还被标记在使用中,或者是因为未清除影响使用的资料。

如果要把曾经使用过的 Intel Optane 记忆体还原为未使用的状态,可以进入 BIOS ,到 Advance > Intel Rapid Storage Technology 的部份,把 Optane 还原。

Intel Optane

选择 Intel MEM 字头的 Optane 记忆体以进行还原,简单选择 Reset to non-Optane 即可。

Intel Optane

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Tips :启用 Intel Optane 记忆体后,于 BIOS 当中的 PCH Storage 选项之下, SATA Mode 会由原本的 AHCI 或 RAID ,于系统启用 Optane 后自动改写成 Intel RST Premium with Intel Optane Memory ,若要使用 Intel Optane 加速启动系统,必需于用家自行改动 BIOS 后仍然保留此选项。

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Before

Intel Optane

After

**Tips :若果用家拥有另一只载有 Window 而又未安装过 Optane 记忆体程式的磁碟机,亦可插进系统中,于系统 BIOS 及开机程式未被改写 SATA Mode 之情况下启动 Window ,重新于 diskpart 进行 clean disk 。

6. 待系统完成载入,并重新启动即可

Intel Optane

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** Tips :有报告指出, Optane Setup 版本 15.7 可能会在準备 1/2 过程中出现 Critical Process Died 的蓝画面,令系统无法再次启动 ( 不会伤害硬件,只是令 Window 不能被载入 ) ,此时简单以以下 BIOS 内之步骤即可还原,并于还原后立即安装 ( 先移除 15.7 版本 ) 已知没问题的 Optane Setup 15.5 版本,继续进行启用 Optane 。

( Optane Setup 15.5 版本,点击到下载点 )

进入 BIOS ,进入 Advance 的 Intel Rapid Storage Technology 版面

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选择于启用 Intel Optane 记忆体步骤 1/2 载入时失败的硬碟与 Optane 组合 ( 一部系统只应有一个硬碟跟 Optane 组合 )

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选择 Deconcatenate ,于再次确认选项中再选择 Yes ,然后 Start Deconcatenate ,再回到系统中安装 Optane Setup 15.5 版本再次启动 Optane 即可

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7. 载入系统后,于 Intel Optane 记忆体程式中可以看见系统硬碟已经处于被加速的状态

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**Tips :请勿胡乱停用 Optane 加速配置,否则 Window 系统会有机会不能再次载入,需要以重灌系统以解决,建议在停用之前先备份重要资料。。

基準测试:

测试平台

Intel Optane Memory 32GB

Intel Core I7-7700K OCed 5Ghz 1.344v (Linx0.6.5 Max load temp 84C)

Team Group T-Force DDR4 4133C18

ASUS Maximus IX Apex

MSI GTX1070 Gaming X

Corsair AX860i

EKWB Customer WaterCooling

测试之系统磁碟机:

1. WD Re 4TB Standalone ( 分割了 517GB 作 C 盘 )

2. WD Re 4TB Optane Accelerated ( 分割了 517GB 作 C 盘 )

3. Samsung 950 Pro 256GB NVMe SSD

现今 SSD 标榜高性能持续读写,但其实与实际应用感受却有一段距离。很简单的例子说明,明明 NVMe SSD 的最高读写比最快的 SATA SSD 快速 6 倍,但为何却没在日常使用中于使用 NVMe SSD 时感受到快 6 倍的速度?

基準测试能于细少数据存,例如 4K-128K 的资料以 4-16 Queue Depth 当中反应,而且存取时间亦是一个关键, SSD 的存取时间约为 2ms ,比传统硬碟快最少 6 倍有多,但一颗硬碟于 Optane 加速后,可以拥有什么性能增长,甚至超越 SSD ?以下基準测试可以见证。

首先让大家看看大众最常用作量度系统储存性能的值 – 开机时间 ( 秒 )

5 次测试的平均值硬碟POST 时间 ( 秒 )载入 Windows 至桌面时间 ( 秒 )总开机时间 ( 秒 )WD Re 4TB Standalone182341WD Re 4TB + Optane18826Samsung 950 Pro 256GB13619

即使 POST (power on self test) 之 时间可能因为系统需要载入多一只系统硬碟及 optane 而多了数秒,相比只用 M.2 NVMe SSD 的 POST 来得慢一点点,但正正因为硬碟的大容量储存,令系统可以拥有着相当容量的快速存取空间,在营造速度及大容量的储存空间这个前提下,这部份的取捨的确是值得的,再者 Optane 加速跟 NVMe SSD 比较之下性能相若,根本没有忧心的必要。

在 Anvil’s Storage 测试中,可见 Optane Accelerated 得分佔优是因为于延迟值上比 SSD 快数十甚至上百倍所致,而且各项大小资料存取性能亦都很贴近。

Intel Optane

WD Re 4TB Standalone

Intel Optane

WD Re 4TB Optane Accelerated

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Samsung 950 Pro 256GB

贴近实际应用方面的 4K 读取性能, Optane 加速的硬碟明显佔优,快 NVMe SSD 4 倍之多,而且于连续读写及 4k 小资料及长达 32Queue Depth 的 4KQD32 之上有着非常同近的存取性能。

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于 ATTO 测试当中亦反映由小至大的资料读取速度上, Optane 加速硬碟与 NVMe SSD 性能接近,甚至于贴近实际应用的小资料存取上佔优。

Intel Optane

Intel Optane Memory
售价: HK$399 ( 16GB ) 、 HK$699 ( 32GB )
查询: Felton (2273-8393)

编辑评语:

如果综合以开发技术层面、使用寿命、性能,尤其是贴近日常使用的性能是有着这么显着的表现,甚至超越传统 SSD NAND 快闪记忆体的表现,可以配合硬碟以取硬碟的大容量性价比以满足大量容需求的用家, Optane memory 真的是想满足 3 个愿望的用家不二之选。小编亦是于使用 Optane memory 一段时间后,饱足感受日常应用当中 Optane 为系统带来的性能及方便,特此力荐 Optane 的价值,不单止数据上,个人感受上都可以大大反映 Optane Memory 的新时代技术优越及可取非常之处。

或许有用家会关心写入性能较低的问题,但其实实际应用层面上,读取比读写入的使用情况还要多,而且写入上除了考虑性能外,寿命亦是一个很关键的考量点,所以 Optane 于这应用层面上的考虑因素仍然佔优,希望 Optane SSD 于面世普及时能立于不败之地,取代传统 NAND Flash ,令时代更进行,系统效能更上一层楼。

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