Intel Optane 905P和Samsung 983 ZET性能測試對比
發布時間：2019-04-10 閱覽次數：
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三星的Z-NAND（又名Low Latency V-NAND）是該公司對Optane的回應。雖然Z-NAND在某種程度上承受了許多與普通閃存相同的缺點，但其設計使其性能比普通NAND更接近3D XPoint。
在2019年，除了固態硬盤之外，沒有任何理由可以啟動PC 。而且，如果您關心性能，您將需要一個使用快速NVMe接口和最佳內存的驅動器。雖然大多數SSD仍然使用某種形式的NAND閃存，但英特爾和三星分別以Optane（又名3D Xpoint）和Z-NAND的形式開發了自己的高速替代產品。
此時，只有少數英特爾品牌的SSD使用Optane內存，而一對三星企業驅動器則使用Z-NAND。但是，如果您正在尋求資金可以購買的最佳存儲性能，那么使用這些技術之一的驅動器應該在短名單上。
哪個更好？為了找到答案，我們使用960GB容量的Intel Optane 905P和Samsung 983 ZET，將Optane和Z-NAND進行了七輪對峙。但首先，我們來看看這些內存類型是如何工作的。
英特爾Optane（3D XPoint）
英特爾的Optane是第一款基于3D XPoint技術的固態存儲器，它與Micron合作開發了藍色團隊（Micron計劃在今年晚些時候推出自己的基于3D XPoint的設備）。在Optane中，亞微觀材料層被切割成列，每列具有存儲器單元和選擇器。然后，導線垂直連接到柱的頂部和底部，以構成交叉點結構。
與傳統的NAND不同，該存儲器不在電荷陷阱或浮柵陣列中存儲電子以保持信息位。相反，基于細胞材料的抗性水平指定1或0。通過在頂部選擇一根導線并在底部選擇一根導線，可以單獨尋址存儲器單元。然后通過改變發送到每個選擇器的電壓量來讀取或寫入它們。這導致體積性質變化，這導致材料將電池改變為高或低電阻狀態，并且是如此快速的原因的一個重要因素。
因為3D XPoint可以單獨尋址，所以不需要垃圾收集，讀取 - 修改 - 寫入過程有助于回收刪除數據的已占用單元。由于垃圾收集會占用設備的計算資源，因此缺少它會使Optane在寫入繁重的工作負載下比NAND更快。除了材料特性外，它還有助于Optane在其使用壽命期間承受更多的寫入，并顯示出更低的延遲曲線。
三星Z-NAND
三星的Z-NAND（又名Low Latency V-NAND）是該公司對Optane的回應。雖然Z-NAND在某種程度上承受了許多與普通閃存相同的缺點，但其設計使其性能比普通NAND更接近3D XPoint。
Z-NAND基于改進的V-NAND設計，目前使用48層并在單級單元（SLC）模式下工作，因此每個單元只能具有1或0的電荷水平.MLC，TLC和QLC NAND都具有更多的電壓狀態，從而降低了性能和耐用性。因此，它們需要更強大和復雜的ECC算法，以防止數據讀取錯誤并且速度更慢。
Z-NAND的頁面大小小至2-4 KB，而普通的NAND頁面為8-16 KB。反過來，這有助于提供更多并行性，以便驅動器可以更快的速度讀取和寫入更小的數據塊。它還有助于減少延遲。
延遲表現
我們都去過那兒。您單擊一個應用程序或文件，觀看一個旋轉的圓圈徽標，片刻之后它終于打開了。采用傳統NAND的SSD可提供比傳統HDD低得多的延遲，這有助于使請求幾乎立即生效，但Z-NAND和3D XPoint驅動器甚至更好。
在QD為1時，983 ZET上的4KB隨機讀/寫請求的延遲大約為0.023-0.024ms，或者大約是常規SSD的1/4。然而，基于3D XPoint的Intel Optane SSD 905P更好，延遲為0.017ms。
而且，最重要的是，它能夠在讀取和寫入期間保持低延遲。983 ZET表現優于905P的唯一一次表現優于在QD32及以上的4K隨機讀取期間以及順序讀取或寫入工作負載期間。
獲獎者：英特爾Optane。由于大多數企業工作負載都在QD 1-16范圍內并且通常是混合的，因此我們將這一輪授予英特爾。Optane是我們迄今為止測試的最低延遲存儲介質。
隨機表現
由于它不需要執行垃圾收集，因此英特爾905P可提供快速且一致的IOPS，因此，Optane的隨機性能非常強大。無論是在純讀寫期間，還是兩者兼而有之，Optane都能提供一些我們在排隊深度不停的重要性能。
在QD為1時，英特爾Optane SSD 905P提供58 / 53k IOPS讀/寫，而在QD4，大約為4倍。在QD為128時，最大輸出為~580K IOPS讀/寫。在70/30％讀/寫混合期間，它甚至達到了平均526K的IOPS。
雖然隨機性能是3D XPoint的特色，但983 ZET及其Z-NAND并不吝嗇。Z-NAND在高QDs 32及以上獲勝。在QD 128，它提供近800K的IOPS，而Optane 905P提供580K的IOPS。
在QD1-4，三星驅動器的性能接近905P，但一旦你投入一些寫入，性能落后于3D XPoint，并且相當于最高75K IOPS。SZ985可以提供高達170K的IOPS寫入，但仍然遠不及英特爾905P的580K IOPS寫入性能。
獲獎者：英特爾Optane。在一致的隨機性能方面，英特爾的內存可以提供給其他人無法實現的。
順序表現
當您擁有多GB大小的文件并且想要訪問或移動它們時，順序性能最重要。甚至大多數游戲的文件加載本質上都是順序的。在這里，基于Z-NAND的驅動器優于其基于Optane的競爭對手。
我們不太確定是由于控制器還是內存本身限制了英特爾Optane SSD，但大多數都限于大約2.5-2.7GB / s的順序吞吐量。983 ZET采用三星的消費級Phoenix SSD控制器，可實現高達3.4GB / s的連續速度。即使QD為1，三星基于Z-NAND的SSD也能夠以2-2.1GB / s的讀/寫速度超越Intel 905P。
獲獎者：三星Z-NAND。憑借卓越的順序讀/寫性能，三星的Z-NAND贏得了這一輪。
游戲負載性能
PC游戲中最令人沮喪的部分之一就是坐在那里輕拍拇指并等待加載等級。為了找出最適合游戲的存儲技術，我們使用了最終幻想XIV StormBlood測試，這是一個免費的真實游戲基準測試，可以輕松準確地比較游戲加載時間，無需秒表。
憑借能夠在消費產品中提供近800K隨機讀取IOPS和高達3.5GB / s的連續吞吐量，三星的Phoenix控制器非常強大。在看到其統計數據后，期待強大的游戲負載性能是很自然的。
但是，我們并不認為983 ZET實際上會擊敗英特爾的905P。在這里，我們看到由于更快的順序性能，Z-NAND能夠超越英特爾的3D XPoint，905P在某種程度上受到限制。
獲獎者：三星Z-NAND。憑借QD1的更好的順序讀取性能，983 ZET在游戲場景加載方面能夠超越英特爾的Optane SSD 905P。
生產力/應用程序性能
為了進行生產力比較，我們使用了兩個非常著名的軟件套件。第一個是PCMark 8的基于跟蹤的存儲測試2.0。此測試使用Microsoft Office，Adobe Creative Suite，World of Warcraft和Battlefield 3來測量存儲設備在實際場景中的性能。另一個是SYSmark 2014 SE，一個基于應用程序的測試，類似于PCMark 8，但它使用更多的應用程序，甚至可以同時進行多個操作，以便繪制更真實的性能圖。
在PCMark 8中，983 ZET和905P都提供了令人難以置信的高分。983 ZET得分為5,140分，平均帶寬為1423MB / s。然而，英特爾的905P仍以5144分的成績擊敗它，平均帶寬為1609MB / s。
SYSmark 2014 SE顯示了類似的結果。雖然983 ZET的得分高于我們測試過的任何其他基于NAND的驅動器，但英特爾的905P仍然表現優于以前的三分。
獲獎者：英特爾Optane。即使具有較低的順序性能，英特爾的內存也證明了它在低隊列時的超低延遲和高隨機IOPS使其成為您想要完成任務時最快的存儲介質。
耐力
SSD技術的一個缺點是所有驅動器在最終耗盡之前只能吸收有限數量的寫入。對于大多數每天寫入10到20GB的消費者來說，即使是最便宜的基于NAND的SSD也需要很多年。但是，想要在服務器或工作站中使用SSD的大型企業具有更嚴格的耐久性要求。
好消息是Optane和Z-NAND產品都具有令人難以置信的耐久性數據。三星983 ZET和英特爾Optane SSD 905P具有相同的耐久性等級，約為17.5 PB（PBW）。從這個角度來看，這大約是兩個世紀的消費者寫作（20GB /天* 365天/年* 2000年= 14.6 PB）。基本上，只要您需要，兩者都可以承擔幾乎任何工作量。
延伸至企業級英特爾Optane DC P4800X，我們可以看到它在750GB容量下具有41 PBW的耐久性等級。同樣，ZET的更大兄弟三星ZS985也可以吸收非常相似的寫入量，800GB容量可達43.8 PBW。
然而，當考慮更小的375GB和480GB容量的3DXPoint和Z-NAND產品時，我們可以看到英特爾的DC P4800X可以承受的寫入次數幾乎是983 ZET的三倍，而480GB的905P可以承受一點點超過PB也寫了更多的數據。
繪制：兩種存儲介質都表現出非常高的耐久性和貿易打擊，具體取決于最終產品和容量。
電源效率
當涉及到計算機硬件甚至存儲時，功耗是這個難題的重要組成部分。您不希望存儲設備像CPU或GPU一樣消耗多少電量，是嗎？
幸運的是，現在還不是這樣，但在過去的幾年中，我們已經看到了我們在功率匱乏的SSD設備中的公平份額。英特爾Optane 905P的容量為960GB，功耗高達15W。另一方面，960GB的三星983 ZET平均耗電量約為7.5-8W。
但是，雖然Z-NAND設備消耗更少的功率，但Optane的絕對性能在其效率方面發揮著巨大作用。一旦您處理隨機寫入工作負載，905P就能夠提供2-4倍的Z-NAND效率。但是，在任何其他指標中，Z-NAND都名列前茅。
在純順序工作負載中，983 ZET可以提供高達每瓦350-430MB / s的性能，在隨機讀取工作負載中，每W的性能高達100K IOPS。英特爾的Optane SSD 905P可提供一半的性能。在我們對這兩者的簡單50GB文件復制測試中，983 ZET作為勝利者也名列前茅。
獲獎者：三星Z-NAND。英特爾的Optane在純寫入和混合寫入工作負載下提供更好的隨機效率，但總體而言，三星的Z-NAND提供更高的效率，尤其是在順序和隨機讀取工作負載中。
底線
Optane Z-NAND
耐力 ? ?
電源效率 ?
延遲表現 ?
隨機表現 ?
順序表現 ?
生產力/應用程序性能 ?
游戲負載性能 ?
總 4 4
雖然每個都有其優點和缺點，但在今天的回合之后我們并不一定有勝利者。
英特爾的Optane是一款改變游戲規則的內存技術。它具有出色的耐用性，超低延遲，并且沒有NAND閃存的缺點。它甚至具有與其寶座相匹配的高價格。但是，英特爾在其基于Optane的產品中選擇的控制器可以使用一些改進。
對于初學者來說，Team Blue需要在下一代Optane SSD產品中推動順序速度，并在隨機讀取性能方面提升一席之地。令人驚訝的是，他們能夠從消費產品中提供超過500K的IOPS，即使在70/30％的讀/寫混合下也是如此，但基于NAND的解決方案在重負載時會擴展得更高。
不僅如此，使用Optane，閑置功耗和整體功耗遠遠高于同等容量點的基于NAND的產品，盡管在您考慮其效率時，令人難以置信的性能可以彌補它。
三星對SLC NAND閃存的優化也令人印象深刻。憑借類似的低QD讀取性能和強大的順序吞吐量，它可以在許多工作負載中與Optane保持同步。它也非常節能。雖然不是那么昂貴，但它仍然很昂貴，并且伴隨著3D XPoint沒有的性能妥協。
隨著其他供應商的出現，他們自己選擇了3D XPoint，他們知道會發生什么。也許我們下次會對WD的ReRAM做一場比賽。
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