讓HDD媲美SSD的神器 傲騰記憶體原理解析

  在英特爾發佈傲騰技術之後,傲騰原理便成為各大科技網站的議論熱點。那麼傲騰原理是什麼,傲騰記憶體對於PC加速是如何實現?本文將為大家詳細解析這項可以讓傳統機械硬碟使用體驗媲美SSD的黑科技——傲騰工作原理。

  相信許多PC用戶在使用“跑分”程式對電腦性能進行測試時會發現,硬碟經常成為木桶的最短板。在各項主機硬體性能不斷刷新峰值的今天,傳統機械硬碟的發展似乎只在容量上有相對明顯的進步。固態硬碟的誕生正是為了解決傳統機械硬碟在PC實際體驗上拖後腿的難題。儘管固態硬碟成本已經不斷壓縮,但對於那些對存儲容量有高要求的用戶,大容量SSD的價格依舊讓人望而卻步。同時固態硬碟的壽命問題也是用戶在速度與數據安全間難以抉擇的點。

傲騰原理

  有需求自然就有相應的技術誕生,在市場需求的推動下,一項切中用戶痛點的新技術應運而生,也就是本文的主角——傲騰技術。

傲騰原理介紹:傲騰和傲騰記憶體分別是什麼

  傲騰是Optane中文名,是英特爾公司發明的一種超高速記憶體新技術,相容NVMe(非易失性存儲器)存儲協議,傲騰記憶體則是該項技術的具體應用。傲騰記憶體雖叫記憶體,但並非作為DRAM記憶體的替代品,傲騰記憶體是用於提升機械硬碟速度體驗的緩存設備。傲騰記憶體透過基於3D XPoint的英特爾傲騰技術以及英特爾快速存儲技術驅動程式,可以為傳統機械硬碟提供更高的性能和響應能力,這也讓低成本高容量高速存儲解決方案成為了可能。

傲騰原理

傲騰原理介紹:傲騰記憶體工作原理

  傲騰記憶體是3D Xpoint介質與快速存儲技術結合而成的標準M.2接口模組外形的新技術記憶體。其既擁有傳統存儲介質的非易失性,又擁有DRAM記憶體的高響應速度。之所以稱其為記憶體,是因為它是利用新的記憶體介質將資訊存儲到與處理器更近的位置,這與系統DRAM記憶體的功能十分相似,能讓數據更快地交給中央處理器。傲騰記憶體可以和傳統DRAM記憶體串聯成一個虛擬驅動器,並使用智能軟體——英特爾快速存儲技術來加速PC的性能和響應速度,讓機械硬碟的PC也可以擁有SSD的高速體驗。 

傲騰原理

  打個比方:如果把幾百首風格各異的音樂放在播放器中,那麼一個對於音樂風格喜好相對單一的用戶在聆聽完每首音樂之後都需花大量時間重新查找下一首符合自己喜好風格的歌,這就有點類似傳統的數據讀取方式。而電腦加入傲騰記憶體的協助之後,等同於為播放器新增了一個智能播放清單,播放器在你聽了幾首喜好風格的歌之後會自動從幾百首風格各異的歌曲中篩選出符合你聆聽習慣的歌曲加入播放清單。傲騰記憶體也是如此,在傲騰技術的支援下根據用戶操作習慣提前加載用戶所需數據,提高用戶工作效率。

傲騰原理介紹:關鍵技術——3D XPoint

  3D XPoint是傲騰記憶體的核心關鍵技術,也是傲騰記憶體能夠提升PC性能的根本原因。3D XPoint是由英特爾和美光科技共同推出的非易失性存儲技術,英特爾將該技術稱為Optane,而美光則稱其為QuantX。這個技術可以說是25年來存儲技術的革命性突破,其速度和耐用性都是目前NAND閃存的1000倍。在低延遲性能上,3D XPoint技術只有NAND閃存的千分之一,存儲密度則是DRAM的10倍,使其擁有了更強的數據吞吐性能。

傲騰原理

  3D XPoint採用的是立體交叉矩陣結構

  顧名思義,從3D XPoint命名中的“3D”可以大概知道其採用的是立體形式的閃存構架,可以理解為由原來平面的NAND閃存結構如同“平房”變成了“高樓”。3D XPoint存儲器由記憶體單元、選擇器以及讀寫總線構成,記憶體單元和選擇器位於交叉疊起的字線和位線之間。這種構成方式相比NAND上複雜的電容、晶體管結構來說要簡單的多,使得單個記憶體單元佔據的空間更小。

  3D XPoint還透過採用立體堆疊技術,在單位面積上垂直增加存儲層數,進一步提升存儲密度。由此一來,在晶片面積不增加的情況下,採用3D Xpoint技術的產品將擁有更大的數據吞吐量。

  3D XPoint採用了全新的存儲原理

  傳統的NAND採用的是電容存儲原理,透過以浮置柵極是否帶電來表示1或0。同時,NAND由block(塊)構成,block的基本單元是page(頁),NAND的page進行一次程式設計才能存儲1bit數據,而且擦除操作要在block層級進行操作。這種方式導致了NAND速度相比記憶體要慢,也是其壽命較短的重要原因。

  而3D XPoint記憶體單元是一種特殊的電阻材料,它的特殊之處在於,在施加了不同的電壓後,材料形態會發生改變,從而改變電阻阻值,即便是電壓消失,其阻值仍然存在。也就是說,3D XPoint可以透過改變電壓大小實現0和1的區分。所以我們可以看到,3D XPoint中,基礎訪問單位是bit,數據以bit的形式存儲在記憶體單元中,一個記憶體單元可存儲1bit數據。在數據訪問效率上,3D XPoint比NAND更高。更值得一提的是,記憶體單元材料本身不會因為形態的重複改變而老化衰退,因此3D XPoint在壽命上也較NAND更有優勢。

  3D XPoint壽命是NAND的1000倍

  根據英特爾數據,3D XPoint擁有200萬次的讀寫壽命,在平衡算法下,一個512GB的3D XPoint設備理論上需要完全讀寫1024PB才會死亡,相當於在五年內每天寫入574TB數據。除了那些必須使用DRAM維持超高負載的特殊場合,3D XPoint完全可以勝任目前幾乎所有的熱/溫存儲中心應用。

傲騰黑科技適用哪些用戶

  對於此前被用於各類OEM主機、筆記本的混合硬碟,傲騰技術的推出相信是個更優的替代方案,廠商可以透過傲騰記憶體搭配機械硬碟為用戶帶來最優性價比及高速體驗的新產品。

傲騰原理

  同時,對於硬碟需容納大體積軟體、文件數據,缺因為高容量SSD價格高昂而卻步的用戶,傲騰記憶體也將成為首選方案。

  從傲騰工作原理可以看出,傲騰是一個讓高容量和高速響應魚和熊掌兼得的高性價比解決方案。藉助全新的傲騰記憶體搭配英特爾快速存儲技術,數據存儲於大容量機械硬碟中也能更快速地調用。當然要體驗這項全新的黑科技,用戶平台必須先陞級到7代或8代酷睿i系列處理器並搭配英特爾200系或300系新主板,並裝設全新Windows10作業系統,相信這一系列全新產品的結合能讓傲騰技術發揮最優的性能。

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