針對資料中心的伺服器應用需求,去年6月英特爾發表第三代Xeon Scalable處理器,同時也發表新的儲存級記憶體(SCM)/持續性記憶體(PMem)產品,也就是Intel Optane Persistent Memory 200,同於2019年4月推出的持續性記憶體Optane DC Persistent Memory(可簡稱為DCPMM,近期可能因為英特爾去年10月將NAND記憶體與儲存業務給SK hynix,而保留Optane方面的業務,因此也不再區要突顯這類產品是資料中心解決方案,而改稱Optane Persistent Memory,並且給予了100系列的機型名號,我們在此簡稱為Optane PMem或Optane PMem 100系列)。

這兩個世代的產品,均提供128 GB、256 GB、512 GB等三款容量,支援256位元AES加密,提供5年有限保固,最大耗電量(熱設計功耗,TDP)為15瓦(128GB)與18瓦(256 GB、512 GB),可安裝在DDR4記憶體插槽。

          

在這樣的伺服器平臺搭配之下,每顆Xeon Scalable處理器可支援6支PMem,也就是3TB記憶體──當時一起發表的第二代Xeon Scalable處理器,以及後續的第三代Xeon Scalable處理器,均支援6個記憶體通道。

而就伺服器整體的系統記憶體容量而言(DRAM加上Intel Optane PMem 200),若是4路架構,可搭配到18TB,每顆處理器插槽可搭配到4.5TB。

相較於前一代產品,Optane PMem 200最大的差別在於搭配第三代Xeon Scalable處理器,並且特別標明適用於4路系統。根據英特爾公布、今年1月15日更新的文件來看,總共有11款處理器支援Intel Optane PMem 200。

也因此,當時各伺服器推出的新款機型,也都是4路架構,並且標榜支援Intel Optane PMem 200,例如,技嘉科技的R292-4S0R292-4S1,Supermicro的X12世代首款機型SYS-240P-TNRT,聯想ThinkSystem系列的SR860 V2與SR850 V2,以及HPE的Superdome Flex 280

而在記憶體頻寬的部分,根據英特爾內部測試數據顯示,若Intel Optane PMem 200以App Direct模式來執行,比起前代產品提升25%。就英特爾公布的規格來看,Intel Optane PMem 200的頻寬最高能比前代增加4成(512GB機型為7.45 GB/s ,100%讀取、256 Bytes區塊);在耐用度的部份,增加了將近37%(256 GB機型為497 PB,100%寫入、256 Bytes區塊)。

到了2020年12月,英特爾在他們舉行的Memory and Storage 2020活動上,針對Intel Optane PMem 200又宣布一些新的消息,例如,單顆處理器最大支援6TB的記憶體容量,熱設計功耗可低至3瓦,並且支援強化的非同步DRAM更新(Enhanced Asynchronous DRAM Refresh,eADR),可改善應用程式效能。

關於eADR的運作方式,英特爾在第三代Xeon Scalable處理器技術簡介當中,也提出說明,介紹他們何以要強調這項特色。

事實上,在前代PMem當中,英特爾已提供非同步DRAM更新(ADR),能在記憶體控制器導致硬體中斷的動作,將寫入保護資料的緩衝注入其中,可確保資料能夠抵達記憶體控制器當中的寫入待用佇列(Write Pending Queue,WPQ),從而進到持續性記憶體裡面,如此一來,若突然遇到斷電,能保護所存取的資料。

不過,ADR對於資料的保護,只在記憶體的子系統層級,而不能注入(flush)處理器端的快取。這樣的作業,需透過應用程式執行一些機器指令來完成。目前,這類功能仍保留在Intel Optane PMem 200,並且加上一些新功能,而稱之為eADR。

因應ADR的局限,eADR果然擴大保護範圍,從原本的記憶體子系統拓展至處理器快取,以便應付意外斷電的狀況。一個非遮罩中斷(NMI)路由必須進行初始化的程序,來注入緊接著ADR事件而來的處理器快取。若是應用程式運用持續性記憶體開發套件(Persistent Memory Development Kit,PMDK),可以偵測eADR是否存在,而不需執行注入的作業,但此時仍需SFENCE指令的操作,以保有可見儲存區全域的持續性。eADR還需要OEM廠商提供額外的蓄電能力,像是專屬的備用電池。

NAND Memory and Storage Business在Memory and Storage 2020大會上,英特爾也預告下一代Optane PMem的研發代號為「Crow Pass」,以及搭配的新一代Xeon Scalable處理器「Sapphire Rapids」。

產品資訊

Intel Optane Persistent Memory 200
●原廠:Intel
●建議售價:廠商未提供
●外型:DIMM
●記憶體容量:128GB、256GB、512GB
●連接介面規格:DDR-T,可相容於DDR4-2666、1.2V電壓
●支援處理器平臺:第三代Xeon Scalable系列、4路伺服器
●應用模式:App Direct、Memory
●最大耗電量:128GB為15瓦,256GB、512GB為18瓦
●產品保固:5年有限保固

【註:規格與價格由廠商提供,因時有異動,正確資訊請洽廠商】

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