七代酷睿的隐藏菜单 浅析英特尔Optane闪腾技术

有关第七代智能英特尔酷睿处理器我们已经做过很多报道了，很多玩家都觉得七代酷睿的性能提升幅度偏小，唯一的亮点就是桌面处理器中的奔腾开始支持超线程，而i3也出现了可超频的版本，在低端市场的竞争优势更为明显。实际上，除了处理器本身的性能画面，七代酷睿此次还给我们带来了一个隐藏的惊喜，那就是首次亮相的“闪腾”技术。 闪腾是个什么东东

闪腾是“IntelOptane Memory”技术的中文名称，也许你觉得它很陌生，但如果提起“3D Xpoint”，相信很多读者就会有种熟悉的感觉了。没错，闪腾就是基于英特尔“3D Xpoint”技术而生的新一代存储器。所以在介绍闪腾之前，我们还需简单回顾一下3D Xpoint技术的特别之处（图1）。

简单来说，3D Xpoint是一种优化的NAND非易失性存储技术。看到它的名字，很多读者还会想到“3D NAND”，从字面上来看都是一种立体的闪存堆叠技术而已。虽然它们都带有“3D”，但3DXpoint和3D NAND在技术层面却存在极大的差异。

我们都知道，在生产工艺一定的情况下，单位面积里可以容纳的存储空间总会存在一个上限。如果说每一个单位的NAND闪存就是一栋平房，近年来NAND技术的革新主要都是围绕着优化房屋结构，让这栋平房在有限的空间（地基）里可以设计更多的单间，入驻更多的住户。住户越多，这个NAND的容量也就越大。3D NAND的原理，就是在单位面积不变的基础上，在一栋平房楼顶再落一栋平房，在16nm-10nm生产工艺下最多可以堆叠48层，并在朝着64层发起冲击。但是，由于3DNAND的每层房屋之间依靠楼梯相连，所以各层居民在串门、沟通的效率上有所折扣。

换句话说，3D NAND闪存还是存在着性能上的瓶颈，现在高速SSD所凭仗的PCI Express Gen 3×4总线、NVMe协议、更先进的主控和算法，只是优化堆叠平房间的楼梯位置和结构，再怎么折腾也会被DRAM内存的读写速度秒杀。

3D Xpoint从本质上也是一种立体的闪存堆叠技术，但它和3D NAND使用简单的平房叠平房不同，而是直接在地基上建造摩天大厦，所以能在单位空间下容纳更大容量的存储空間（图2）。和3D NAND相比，3D×point采用了全新的闪存架构和运行机制，我们可以将它理解为摩天大厦楼层之间的电梯，电梯的速度无疑远远超过了爬楼梯，而且楼层越高优势越加明显。因此，随着3D Xpoint技术的不断成熟和优化，它有望获得接近DRAM内存的性能。

3D Xpoint是如何提速的

3D Xpoint的速度优势主要是源于以下几个改变：它采用了全新的交叉阵列结构，通过垂直导线连接着多达1280亿个密集排列存储单元，每个存储单元存储一位数据，立体化让结构变得更加紧凑，而借助这种紧凑的结构就可以获得高性能和高密度位；引入了快速切换单元和选择器概念，它们可以合理调控数据存储位置，有效提升存储单元的利用率，还能让整个存储介质的寿命变得更长。

闪腾家族的三个成员

根据英特尔的规划，闪腾会以三种形态出现，从而在存储链中扮演越来越重要的市场角色。

形态一：Optane SSD

第一种形态，就是纯粹的存储设备，或者将其称为Optane SSD。Optane SSD和时下热门的SSD类似，可以采用M.2（PCI-E通道）、U.2、PCI-E扩展卡等多种样式设计（图3），并支持NVMe协议，只是它的理论速度是目前NAND SSD的1000倍，耐用性也是1000倍，密度则是10倍。可惜，Optane SSD并非闪腾家族的首发，距离它的量产上市还有很长一段时间。此外，哪怕Optane SSD能在2017年内上市，首批型号的容量也不会太大。

形态二：Optane DRAM

由于闪腾采用的3D Xpoint非易失性存储技术结合了DRAM内存的高速度与NAND闪存的数据保持性（断电后数据不会消失），因此未来英特尔还会推出内存形态的Optane DRAM（图4），而它也能直接插进现有的DDR4内存插槽（DIMM）中，容量上更是能够高达6TB，与目前GB级别的内存条不可同日而语（图5）。

当然，Optane DRAM的速度与真正的内存相比肯定还是要差不少，但和走PCIE通道的Optane SSD相比却又能提升无数倍。接近内存的速度，还具有NAND闪存不怕震动、低功耗和永久性的存储能力，再加上超大的容量优势，Optane DRAM无疑是未来顶级PC的最爱存储介质。

形态三：Optane Memory

Optane Memory是英特尔闪腾家族的首发主打，它采用了M.2接口（PCIE通道），外观设计上和我们熟悉的M.2 SSD很像（图6）。只是，Optane Memory容量很小（16GB或32GB），因此指望它直接取代内存或SSD是不现实的，Optane Memory诞生的初衷只有一项：作为HDD机械硬盘的存储缓存，从而大幅提升HDD的读写速度，让其获得接近SSD的水准，并保留超大容量的传统优势。

提到HDD的存储缓存，很多读者可能会联想起英特尔在201 2年提出超极本概念时推出的“Intel Rapid Start Technology”（RST）快速存儲技术。其原理也是通过内置的小容量mSATA SSD用于HDD的缓存盘（图7），从而大幅提升超极本的开机速度。

Optane Memory扮演的角色和英特尔早前的RST技术类似，只是它的功效不再局限于提升开关机速度，而是以超越SSD甚至接近RAM内存的速度运行HDD硬盘上的内容，和RST技术相比容量更大、速度更快、加速效果更明显（图8）。

以首批搭载该技术的ThinkPad T470p、L470、L570、T470以及T570等笔记本为例，这些型号就可选M.2 2242版型的OptaneMemory，拥有16GB的容量。配合英特尔改进的RST快速存储技术、七代酷睿Kaby Lake处理器、主板和芯片组以及NVMe RAID上的完善，16GB的Optane Memory在运行大型程序时相当于整机+16GB RAM内存缓存。

可能有读者会问了，CFan以前也教过我们如何将内存划出一部分用于“内存硬盘”，和Optane Memory相比差在哪呢？答案就是想做“内存硬盘”，首先就要求电脑的内存足够大，而且每次重启关机后需要重新设置，因为内存在断电后内部数据会被清空。而OptaneMemory则是永不断电的“内存硬盘”，如此描述大家就都能理解了吧？

Optane Memory的门槛限制

Optane Memory无疑是HDD的最佳搭档。虽然现在的笔记本或台式机都能用上速度很快的NVMe SSD了，但此类SSD容量越高价格越高，我们还是需要采用SSD+HDD的双硬盘方案。虽然运行安装在SSD中的程序或文件快了，但当你读取HDD中的数据时却依旧慢得一塌糊涂。OptaneMemory的优势是，你只需占用一个M.2插槽和相对较低的成本，就能让超大容量的HDD获得不逊于SSD的响应速度，远比购买一个同样容量的SSD实惠得多。

Optane Memory虽然非常实用，但英特尔却为它制定了一个颇高的门槛：只有英特尔200系芯片组主板以及英特尔第七代酷睿处理器才支持Optane Memory（图9），老平台的笔记本或台式机？被放弃了！如果你很看好这项技术，那就在购买新品时留意—下有没有贴上“Intel Optane MemoryReady”的认证标签吧。

小结

如果说七代酷睿的性能提升只能表现在理论测试软件层面，那伴随它而诞生的闪腾技术，则是一项可以显著改善电脑使用体验的存在。有了Optane Memory，我们就不必忍受最近一年来SSD价格疯涨的尴尬，让随便一个HDD获得同容量SSD的酣畅体验。