傲腾这么厉害？QLC闪存笑了！

傲腾（Optane）是Intel在存储器方面的重量级产品。其采用3D Xpoint存储非易失介质来存储数据。3D Xpoint的一大特点就是延迟更加接近SDRAM，而寿命方面大大高于NAND Flash，而容量密度则介于SDRAM和NAND Flash之间。这种特性决定了傲腾天生就是在SDRAM和Flash甚至HDD之间做缓存的好料。

目前傲腾一共三种形态，分别是U.2接口的闪存盘、标准PCIE接口的闪存卡、DIMM接口的内存条。DIMM形态的产支持3种应用模式，一种是RAM Disk模式，通过内核中特殊的Block Driver将该内存空间虚拟成一个块设备来使用；另一种是应用自定义的APP Direct模式，该模式下，应用程序需要主动将傲腾的内存地址映射到自身地址空间中使用，目前libpmem库已经提供了完善的接口；另一种则是透明内存模式，通过一些启动之前的虚拟化方式，给应用呈现一个由SDRAM和傲腾容量整合之后的大内存空间，对应用完全透明，而由虚拟化底层负责冷热数据在SDRAM和Optane之间的迁移。

延迟墙问题值得重视

实际上，最让傲腾引以为傲的地方，应该是它极低的处理延迟。凭借相变存储在物理上天生的远高于NAND Cell的相应速度，即便是上层只发送一笔I/O请求（Queue Depth=1）的时候，其体现出来的IOPS也非常高。

相对而言，NAND Flash只有在高队列深度的情况下才能达到较高的吞吐量，因为NAND Flash延迟较高，为了获得较高IOPS，Flash SSD内部必须采用多通道、多颗粒、多Plane并发方式来获取高吞吐量。而对于原本就低并发的应用而言，傲腾显然可以更加高效的提升业务性能。

傲腾的性能如此给力，但是容量方面目前还赶不上NAND Flash，目前3D堆叠的TLC闪存盘容量最高已经可达十几TB。而成本更低一些的QLC闪存则可以将容量密度再次提升。从去年开始，QLC技术就开始被广为人知，不过一直没有出现使用QLC闪存的企业级NVMe SSD。 现在，Intel终于发布了D5-P4320、D5-P4326 和 D5-P4420三款基于QLC闪存的企业级NVMe固态盘。英特尔® QLC 技术运用了当前的 3D NAND 和久经考验的 64 层结构，并为每单元增加了一个额外比特，可提供 4 位/单元 (QLC)，这使它成为世界上密度最高的闪存。此外，此技术还使用了浮置栅极单元，因为这种单元是一种可靠、低成本的存储方法。最后，英特尔® QLC 技术与 PCIe- (NVMe) 技术配合运用，可提供比 SATA 接口高出 4 倍的性能优势。 看一下D5-P4420 QLC固态盘的指标，随机读性能427K IOPS，作为一个基于QLC介质的产品，这个性能还是不错的。5.6PB的随机写耐久度，按照目前经验，主流场景都可以支撑下来。

傲腾的超高性能，QLC固态盘的超大容量和不错的性能，这俩人面面相觑，不由得都笑了，干脆用傲腾来摊薄一下QLC的性能，QLC则摊薄一下傲腾的容量，一拍即合！看看下面是啥！Intel也是这么想的。

今年早些时候，Intel就发布了利用傲腾+QLC存储器混配的H10 M.2固态盘。该盘。该产品有三个型号， 256GB QLC NAND存储器+16GB傲腾存储器，或者512GB QLC NAND+32GB傲腾，或者1024GB QLC+32GB傲腾。顺序读性能高达2,400MB/s, 顺序写则高达1,800MB/s. 该产品只使用单个M.2插槽就可以，传统方案则是需要为傲腾和普通SSD分别安装在一个独立插槽上。

H10采用 x4 PCIe 3.0 链路，内部包含一个NAND (Silicon Motion SM2263) 控制器以及一个傲腾 (Intel的SLL3D)控制器。每个控制器连接到 PCIe 3.0 x2 链路上。

同样的套路，在企业级和数据中心场景下依然适用，只不过这种场景一般会在应用层或者用户自己的底层平台软件中来实现缓存或者分层功能，只要硬件上搭配傲腾固态盘和QLC NAND固态盘就可以了。 这对组合对性能和成本的影响还是非常立竿见影的，比如某视频云服务商在部署之后， 原以为云主机的性能会有所下降，结果实际应用中内存性能反而提升了百分之十几。在用户端就表现为点播一个视频的等待时间能降低10%。在phoronix-test-suite benchmark ramspeed测试中，平均性能表现为20872.63MB/s，而之前仅为13298.05MB/s。而 算下来，新服务器整体价格仅比旧服务器高10%左右，因为性能提升和内存的扩增减少的硬件投入成本，整体方案成本降低了大约44%，能节省几十万、上百万的资金投入。 固态存储近年来飞速发展，从SLC、MLC、TLC到3D MLC、3D TLC再到3D QLC，仿佛眨眼间的事情。而Intel在3D Xpoint介质上的研发也是下了血本，目前看来，能够取代NAND介质的更高速的非易失性介质，广泛商用的也只有3D Xpoint，不知道这种介质什么时候能够得到全面使用，不过应该不会等太久。

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博主简介：冬瓜哥，《大话计算机》与《大话存储 终极版》、《大话存储 后传》图书作者。多项技术专利发明人。

现任某半导体公司高级资深架构师。

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