Intel Optane: Tương lai của trung tâm lưu trữ dữ liệu

Các ứng dụng doanh nghiệp mới đang phát triển nhiều dữ liệu hơn, khi các tổ chức thúc đẩy nhiều đầu vào và đầu ra hơn, tìm cách tìm hiểu sâu hơn và tăng giá trị nhanh hơn để đạt được lợi thế cạnh tranh lớn nhất. Các doanh nghiệp lớn nhất muốn công nghệ thúc đẩy sự nhanh nhẹn; cung cấp cho họ phạm vi để đổi mới và phản ứng nhanh hơn, chuyển đổi các hoạt động hoặc trải nghiệm của khách hàng. Các doanh nghiệp nhỏ hơn đang tìm kiếm công nghệ có thể giúp họ cạnh tranh trong các giải đấu lớn, mang lại hiệu suất vượt trội với chi phí thấp hơn.

Trên hết, kiến ​​trúc bộ nhớ và lưu trữ truyền thống đều không thành công. Lưu trữ trạng thái rắn dựa trên NAND thông thường dường như cung cấp hiệu suất, nhưng trong khi nó có tốc độ nhanh trong một số trường hợp, khi bạn có một số lượng lớn yêu cầu đầu vào hoặc đầu ra đang chờ xử lý (những gì chúng ta gọi là độ sâu hàng đợi cao), nhất thiết phải nắm giữ trên toàn bộ các kịch bản. Độ trễ tăng lên và hiệu suất bị  dao động. Các ứng dụng xử lý các tập dữ liệu lớn trong thời gian thực hoặc xử lý các hoạt động tính toán hiệu suất cao phức tạp ở tốc độ được giữ lại khi dữ liệu mà chúng dựa vào chạm vào nút thắt.

Đối với một số nền tảng và khối lượng công việc, làm việc hoàn toàn trong bộ nhớ là câu trả lời, nhưng nếu đó là loại câu trả lời liên quan đến một khoản đầu tư lớn - có thể khó có thể biện minh cho nhiều doanh nghiệp. Các chi phí tuyệt đối có liên quan có thể đảm bảo các ứng dụng này vẫn là một giấc mơ cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ.

Với công nghệ bộ nhớ Optane, Intel đã tìm thấy một con đường tốt hơn, cung cấp trung tâm lưu trữ dữ liệu - một sự kết hợp sát thủ: hiệu suất của RAM với sự kiên trì - và chi phí của lưu trữ. Optane mang lại độ trễ cực thấp và hiệu năng cao hơn đáng kể so với NAND, thậm chí không có độ sâu xếp hàng cao hơn. Hiệu suất của Optane cũng có tốc độ nhanh hơn, do đó bạn không phải đợi tốc độ tăng lên khi hoạt động dữ liệu hoạt động - nó gần như xuất phát từ từ.

Intel Optane hoạt động như thế nào?

Để làm điều này, Optane kết hợp phương tiện nhớ 3D XPoint với phần mềm lưu trữ Intel, bộ điều khiển Bộ nhớ và Bộ nhớ Intel và Intel Interconnect IP. Phương tiện 3D XPoint sử dụng cấu trúc khác với bộ nhớ trạng thái rắn dựa trên NAND thông thường, trong đó các đường vuông góc kết nối các cột vi mô chứa các ô nhớ riêng lẻ, các dây trên một trục kết nối ở trên cùng và trên trục kia kết nối ở phía dưới. Các cấu trúc này được xếp chồng lên nhau để tối đa hóa mật độ. Ưu điểm là mỗi ô nhớ có thể được giải quyết riêng bằng cách chọn hai dây kết nối với nó một cách cụ thể. Dữ liệu được đọc và viết bằng cách thay đổi điện áp được gửi tới từng bộ chọn và không cần một bóng bán dẫn ở mỗi ô nhớ, cho phép các ô được đóng gói thậm chí còn dày đặc hơn.

Giống như NAND, 3DXpoint là một dạng bộ nhớ không “bay hơi”, làm cho nó trở nên tuyệt vời để lưu trữ. Nó rất bền, chịu đựng nhiều chu kỳ đọc-ghi hơn NAND mà không có bất kỳ tác động đáng kể nào và mật độ của nó - gấp 8 đến 10 lần DRAM - làm cho nó có thể tăng thêm bộ nhớ vào ít không gian hơn, giảm chi phí. Kết hợp với vật liệu chuyển đổi nhanh và thiết kế kết nối được tối ưu hóa cho độ trễ thấp và bạn có công nghệ lưu trữ có thể hoạt động tốt hơn SSD NAND trên hiệu suất đọc - ghi ngẫu nhiên, dưới mức ghi hoặc ở độ sâu hàng đợi thấp; các kịch bản được cho là phản ánh tốt hơn cách mà các ứng dụng trung tâm dữ liệu yêu cầu sử dụng bộ nhớ.

Để thực sự tối đa hóa lợi ích của Intel Optane, bạn có thể kết hợp với kiến trúc Xeon Scalable mới của Intel. Bước thay đổi lớn nhất trong hai mươi năm của Xeon CPU, Xeon Scalable phát triển mạnh trong loại dữ liệu lớn, hiệu suất cao, độ trễ thấp, nơi Optane cũng tỏa sáng. Xeon Scalable không được thiết kế chỉ với hiệu suất mạnh mẽ, mà là xung quanh sức mạnh tổng hợp giữa khả năng của máy tính, mạng và khả năng lưu trữ, nơi Optane có đặc điểm để làm việc trong tay.

Optane ở giữa trung tâm dữ liệu

Lợi thế của Optane nghe có vẻ thú vị trên giấy, nhưng lợi ích của việc sử dụng trong thế giới thực là gì? Vâng, trong khi phần lớn hype xung quanh Optane tập trung vào những lợi ích về hiệu suất của bộ nhớ Optane trong các máy trạm và máy trạm hiệu suất cao, Optane cũng cung cấp trung tâm dữ liệu ở các ổ SSD dung lượng cao, hiệu năng cao hoặc trong Optane DC Các mô-đun bộ nhớ liên tục kết hợp sự tồn tại của lưu trữ không “bay hơi” với tốc độ DRAM.

Optane tạo sự khác biệt rõ ràng khi bạn đang chạy các khối lượng công việc kinh doanh thông minh hoặc phân tích cao cấp, đặc biệt khi làm việc với bộ dữ liệu dung lượng cao, bộ nhớ trong. Các đặc tính có độ trễ thấp của Optane khiến nó trở thành sự phù hợp tự nhiên đối với bất kỳ ứng dụng nào mà độ trễ có thể làm tắc nghẽn hiệu suất. Dung lượng lưu trữ vẫn đáp ứng nhanh hơn ngay cả dưới các tải công việc cực độ, độ trễ bị giảm và các ứng dụng có thể phân phối nhiều giao dịch hơn mỗi giây, nhất quán, qua các giai đoạn bền vững.

Hơn thế nữa, Optane cho phép bạn tạo ra một bộ nhớ ngoài dung lượng DRAM, cho phép bạn tăng dung lượng bộ nhớ mà không cần mua thêm RAM. Điều này cho phép các sever cung cấp các mức hiệu suất trong bộ nhớ trên nhiều khối lượng công việc, ngay cả khi DRAM chỉ cung cấp từ một phần ba đến một phần mười tổng công suất. Đó là tin tức lớn khi Optane chi phí khoảng một nửa cho mỗi GB là số lượng DRAM tương đương.

Đó là điều tuyệt vời trong môi trường ảo hóa nhiều, nhưng cũng tuyệt vời cho các ứng dụng máy tính hiệu năng cao hoặc các ứng dụng AI và máy học, nơi làm việc trong bộ nhớ rất quan trọng đối với hiệu suất. Optane có thể giúp chạy mô phỏng phức tạp ở tốc độ cao hơn với chi phí thấp hơn. Nó đã cho phép các nhà khoa học tại Đại học Pisa sử dụng phép lấy mẫu và nội suy trong các kỳ thi MRI, giảm thời gian thi từ 40 phút xuống còn hai phút mà không ảnh hưởng đến tính chính xác hoặc tiện ích của kết quả.

Bạn có thể giải quyết các dự án thường sẽ liên quan đến một lượng lớn DRAM với sự kết hợp của DRAM và Optane, sẽ giảm đầu tư ban đầu và giảm chi phí vận hành. Các ứng dụng từng là bảo tồn của các doanh nghiệp lớn nhất nhỏ giọt trong tầm với của các tổ chức nhỏ hơn, trong khi các ứng dụng hiện có có thể mở rộng với chi phí thấp hơn. Theo cách riêng của nó, Optane có thể mang tính cách mạng. Nó không chỉ tăng hiệu suất trong trung tâm dữ liệu mà còn mang lại cho các kỹ sư một nền tảng hiệu quả hơn về chi phí mà họ có thể đổi mới và xây dựng. Tốc độ cao hơn, độ trễ thấp hơn, độ bền nâng cao, giảm chi phí - Optane đang cung cấp tương lai cho việc lưu trữ trung tâm dữ liệu ngay bây giờ.

Mai Linh, Trương Khánh Hợp