Intel Optane M10: mire lehet használni?

Az Intel Optane Memory M10 egy különleges adattárolási megoldás, amely nem a hagyományos értelemben vett SSD-k vagy merevlemezek kategóriájába tartozik. Mivel érdekelt ezért vettem pár darabot játszani. Nem vártam sokat mert korabeli tesztek nagyon lehúzták.

De ne menjünk előre, nézzük meg mi volt eddig.

Kis történelem

Amely ugyan nem fed le mindent de a mondern rendszereknél mutatnám be hogy milyen elődök voltak.

Hirdetés

Readyboost

Vista korszak. 2007.
USB pendrive-ot vagy SD-kártyát használt gyorsítótárként, azonban ezek az eszközök viszonylag magas késleltetéssel és alacsony random teljesítménnyel rendelkeztek. Emiatt csak nagyon specifikus esetekben hoztak érezhető gyorsulást, és modern rendszereken gyakorlatilag elvesztették jelentőségüket. De akkoriban még a HDD-k is igen lassúak voltak.

Intel Turbo Memory / Robson

Elsősorban notebookokban 2007-ben.
Még régebbi Intel-próbálkozás, főleg notebookokban. Mini PCIe kártyára tett flash memória gyorsította volna a bootot és az alkalmazásindítást. Elég rétegmegoldás maradt, nem lett igazán sikeres.

Hybrid HDD / SSHD

2010 Első Seagage hibrid meghajtó.
Itt maga a merevlemez tartalmazott néhány GB NAND flash memóriát. A felhasználó külön nem is mindig látta, a vezérlő automatikusan cache-elte a gyakran használt adatokat. Egyszerű megoldás volt, de a kis flash rész miatt korlátozott hatással. Ha belefért a gyakran használt rendszer a flashbe akkor gyakorlatilag pár indítás után már érezhetően gyorsabban indult a rendszer mert nem a HDD részről hanem a flash részről olvasta be az adatokat. Ez folyamatosan tanulta mit használ gyakran az user.

Intel Smart Response Technology (SRT)

2012 Sandy Bridge korszaka
Ez talán az Optane legközelebbi elődje. Egy kisebb SSD-t lehetett HDD elé cache-ként beállítani, így a rendszer a gyakran használt adatokat a gyorsabb meghajtón tartotta. Az alapelv nagyon hasonló volt, csak nem 3D XPointtal, hanem sima NAND SSD-vel.

Apple Fusion Drive

2012
Nem teljesen ugyanaz, de rokon elv: egy SSD és egy HDD egy logikai kötetként működött, a rendszer próbálta az aktuálisan fontos adatokat az SSD-részre mozgatni. Inkább tiering volt, mint klasszikus cache.

AMD StoreMI / Enmotus FuzeDrive

2018 2. gen Ryzen mellé.
AMD-s platformon kínáltak hasonló gyorsítást: SSD-t és HDD-t lehetett összefogni, hogy a gyakran használt adatok a gyorsabb tárolón legyenek. Funkcióban közel állt az Intel-féle megoldásokhoz.

PrimoCache és hasonló szoftveres cache-megoldások

Léteztek tisztán szoftveres megoldások is, amelyek RAM-ot vagy SSD-t használtak gyorsítótárként egy lassabb háttértár előtt. Ezek rugalmasak voltak, de általában több kézi beállítást igényeltek.

Intel Optane M10

2017 elsődlegesen HDD gyorsításra.
A 16 GB-os verzió első ránézésre talán kevésnek tűnhet, azonban az Optane célja nem a klasszikus adattárolás, hanem a rendszer gyorsítása.
Az Optane technológia az Intel és a Micron által fejlesztett 3D XPoint memóriára épül, amely a NAND flash alapú SSD-knél alacsonyabb késleltetést és jobb kis blokkméretű teljesítményt kínál. Ennek köszönhetően az M10 modul képes „gyorsítótárként” működni: a leggyakrabban használt fájlokat és alkalmazásokat ide menti, így azok lényegesen gyorsabban töltődnek be, még akkor is, ha a háttérben egy hagyományos HDD dolgozik.
A 16 GB-os Intel Optane Memory M10 tehát elsősorban belépő szintű gyorsítótár-megoldásként szolgál, amely egy szabványos M.2 formátumú kártya (többféle méretben volt), és megfelelő Intel platformmal párosítva jelentős gyorsulást hozhat a mindennapi használat során a hivatalos infók szerint.

Az Intel Optane Memory eredeti módú használata nem teljesen plug & play, mivel csak bizonyos hardver- és szoftverkörnyezet mellett működik.

Hardveres követelmények:

Intel 7. generációs (Kaby Lake) vagy újabb processzor
Optane-kompatibilis Intel chipset (pl. 200-as, 300-as, későbbi mobil platformok)
M.2 (PCIe x2/x4) foglalat az alaplapon
SATA módra kötött háttértár (tipikusan HDD), amit gyorsítani szeretnénk
UEFI BIOS támogatás (legacy mód nem megfelelő)

Szoftveres feltételek:

Windows 10 (64-bit) vagy újabb Windows verzió
GPT partíciós séma (nem MBR)
Intel Rapid Storage Technology (RST) driver + kezelőszoftver
BIOS-ban engedélyezett Intel RST / Optane mód

Beállítás lépésről lépésre:

BIOS/UEFI beállítások
SATA módot állítsuk „Intel RST Premium with Optane” (vagy hasonló nevű) módra
Kapcsoljuk ki a Legacy/CSM módot, csak UEFI maradjon
Ellenőrizzük, hogy az M.2 slot nem SATA módban működik
Windows telepítés (ha még nincs)
GPT-re particionált lemez
UEFI módban telepített rendszer
Célszerű tiszta telepítéssel kezdeni
Intel RST driver és Optane szoftver
Telepítsük az Intel Rapid Storage Technology drivert
Ez tartalmazza az Optane kezelőfelületet is
Optane engedélyezése
Indítsuk el az Intel Optane Memory alkalmazást
Válasszuk ki a gyorsítani kívánt meghajtót
Engedélyezzük az Optane gyorsítótárat
A rendszer újraindítást kér
Használat
Az első időszakban a rendszer „tanul”, vagyis figyeli, mit használsz gyakran
Néhány nap után kezd igazán érezhető lenni a gyorsulás
Fontos megkötések:
Egyetlen meghajtót tud gyorsítani (általában a rendszerlemezt)
Nem klasszikus adattárolásra való, hanem cache
SSD mellé általában nincs sok értelme használni
Kikapcsolás előtt az Optane-t mindig szoftverből kell deaktiválni

Összességében az Optane Memory beállítása nem bonyolult, de erősen platformfüggő: ha minden feltétel adott, pár kattintás az egész, ha viszont nem kompatibilis a rendszer, akkor egyáltalán nem használható az eredeti gyorsítós formában.

A bukás:

Amennyire tudom ez is elsülyed ahogyan a többi hasonló technológia. Ennek azon egyszerű oka volt hogy már a Sata/M.2 SSD-k bőven olyan sebességet tudtak amely az átlag felhaszánlónak elengedő és nem volt jellemző az hogy valaki HDD-re telepítette volna Windows rendszerét így gyakorlatban hiába kínált gyorsítást Intel Optane memory ha arra egyáltalán nem volt igény.
Tehát bukása több okból történt:

Arányaiban drága volt
A piacot már elárasztották az olcsó SSD-k és bizony egy lassú SSD is jobb volt akkoriban rendszernek mint egy HDD. Habár voltak tényleg nagyon low end márkátlan SSD-k amelyeket én is személy szerint kukába vágtam volna ki de nagy átlagban az olcsó kategória is elég volt a felhasználóknak.

Túl sok hivatalos megkötés tartozott hozzá
Ehhez nincs mit hozzáfűzni, teljesen szoftveres oldalról kellett volna megoldaniuk hogy ne kelljen ennyi hardveres megkötés.

A 3D XPoint mögötti ökoszisztéma szétesett
A Micron 2021-ben leállította a 3D XPoint fejlesztését, és később a gyártás is megszűnt. Intel már egyedüli szereplőként maradt volna, ami tovább rontotta a gazdaságosságot. 2022-ben Intel is teljesen kiszállt az optane-ból.

Térjünk kicsit rá a technológiára mert bizony sokan úgy gondolják hogy ez csak egy átlagos m.2 SSD amely besegít gyorsítótárként.

Röviden: a 3D XPoint nem egyszerűen „egy másik SSD”, hanem más elven működő memória, aminek a fő előnye nem a brutális szekvenciális tempó, hanem a nagyon alacsony késleltetés és a kis adatmennyiséges műveletekben mutatott gyors reakció.

A fő különbségek:
1. Késleltetésben sokkal erősebb
Egy átlagos NAND SSD nagyon gyorsnak tűnik, de még mindig viszonylag nagyobb késleltetéssel dolgozik.
A 3D XPoint egyik nagy előnye az volt, hogy gyorsabban reagált kis, véletlenszerű olvasási-írási műveletekre, ezért a rendszer „harapósabbnak”, közvetlenebbnek érződhetett.

2. Nem a csúcs szekvenciális tempó volt az ereje
Papíron egy modern NVMe SSD gyakran sokkal nagyobb MB/s értékeket tud felmutatni, mint egy régebbi Optane.
Viszont ezek a nagy számok főleg nagy fájlok másolásánál látványosak.
Az Optane ott volt erős, ahol a valós használatban sok apró, szétszórt adatmozgatás történik.

3. Kis terhelésnél is gyors maradt
A hagyományos SSD-k teljesítménye jobban függ attól, mennyi sorban álló műveletük van. Az Optane alacsony queue depth mellett is nagyon jól teljesített. Ezért desktopban és boot/app-indításnál tudott látványosan viselkedni.

4. Írástűrésben is erős volt
A 3D XPoint egyik nagy előnye a NAND-hoz képest a jobb tartósság volt. Nem véletlen, hogy szerveres környezetben is sokan láttak benne fantáziát.

Nézzük a gyári specifikációt is. [link]

Felhívnám a figyelmet a TBW-re ami viszonylag elég magas egy ilyen kis meghajtóhoz képest. Fogyasztása is kellemes. Írásban mondhatnánk hogy gyenge de érdemes hozzátenni hogy ezt a meghajtó 100%-ig végig tudja azaz nem lassul be mint egy mai meghajtó amelynél más technológia segíti a gyors írást. Az IOPS-ok egy mai olcsóbb nvme szintet tudják, viszont egy valamiben kiemelkedő és az pedig az elérési ideje amelyben még mindíg 5-10x gyorsabb mint egy mai márkás nvme meghajtónak bár ez a technológia miatt van.

Na de most 2026-ban mégis mi a fenére lenne jó?

Eredeti formában gyorsításra. Ez elég keveset adna és már nem igazán divat HDD-t használni rendszernek, illetve egy lassabb SSD is kellő teljesítményt nyújt. Említhetném hogy egy szoftveres cache megoldás rugalmasabb de a mai ram árak mellett még érdekes lehet.

TrueNas vagy hasonló mini NAS oprendszernek. Erre ideális hiszen nem sata portot foglal le így ha valaki szeretne egy sok HDD-s NAS-t annak ez ideális lehet. Ide tartozhat még mint ZFS cache (L2ARC, SLOG), VM storage gyorsítóréteg stb.
Fontos kiegészítés hogy az M10-esben nincsen PLP azaz power loss protection (belső cache nem biztos hogy kiíródik, nincs extra kondi erre) tehát sérülhet adat áramszünetkor! Így csak akkor ajánlom kritikus adatoknak ha ez meg van támogatva valamivel.

Raspberry Pi és hasonló mini gépek OS-hez. Ez is opció, igencsak pörgős rendszer építhető belőle.

Asztali Oprendszerhez, igen miért is ne? Persze itt nem Windowsra gondolok bár egyes Tiny nyesett rendszerek illetve retró gépek rendszereire pont jó lenne amennyiben meg tudjuk oldani a bootolást.

Swap meghajtónak. Igazából ez is egy gyorsítótár szóval miért is ne.

Ultra gyors scratch meghajtónak, azaz ideiglenes build cache, böngésző cache, ziphez cache stb. Itt ugye az a legnagyobb előnye hogy kis fileoknál nagyon gyors.

Metadata tárolónak azaz pl: adatbázis indexek (pl. MySQL, PostgreSQL) filesystem metadata (pl. ZFS SLOG / special vdev)...

Raid0-ban összekötni 4db-ot bifurcikációval egy kártyán....talán ennek van a legkevesebb értelme mert bár a szekvenciális írás/olvasás összeadódik (ez sem 100%-osan) de pont amiben az optane erős késleltetés azt meg lerondja a Raid0 elég nagy overheadje de ettől függetlenül mint gyors scratch megfelelhet.

Tesztek:

Modern nvme vs m10

Felül egy régebbi de modernek számító Micron 2300-as 512GB-os nvme SSD. Alul pedig a kis M10-es. Ami nyilvánvaló hogy szekvenciálisban nem fog tündökölni ahogyan írásban még inkább gyengének számít de ha megnézzünk a random részt akkor láthatjuk hogy ebben erős azaz sok kis random file esetén. Ami nincs tesztelve az a latency amiben ez még igen erős tud lenni. Melegedésben terhelés alatt azonos hűtési feltételek melett kevésbé melegszik mint a modern példány bár ez nem igazán meglepő mert fogyasztásban is kevesebb mint a mostaniak.

Akkor most jöhet egy elérési idő teszt.

Felül az nvme és alul az optane. Ha megnézzük akkor átlagban csak kicsit gyorsabb a modern nvme viszont az képes bezuhanni akár 5x elérési időre is.

Még van hozzászólás! Tovább