让机械硬盘享受固态的速度Intel傲腾内存模块易懂解读

   2017年3月，Intel在官方发布会上展示了一个与以往的硬件结构完全不同的设备，这款设备就是Optane内存，据说可以极大的提升机械硬盘的日常使用体验。从外观上来看，Optane内存与普通的Nvme固态硬盘并没有什么太大的不同，但是其功能却与固态硬盘大相径庭。不过当时只有面向企业级用户推出的高端产品，价格非常昂贵，一时难以被广大追求性能的个人PC用户所接受。

   而在2017年4月份，Optane的首款面向家庭用户设计的内存模块正式上市，这款产品的问世意味着普通家庭用户也可以享受Optane所带来的性能提升，那么今天我们就来从技术层面解析一下，Optane到底是一个什么样的东西？它的所谓性能提升到底是如何实现的呢？

   电脑的运算结构，尤其是CPU的运算结构是阶梯状的，CPU在运算数据的时候，按照一级缓存-二级缓存-三级缓存-内存-硬盘的顺序来寻找数据，这个时候，性能的重点并不在于速度有多快，而是响应速度，缓存之所以叫做缓存，就是可以在尽可能短的时间内对CPU给出的数据提取指令进行响应，如果我们利用一些专业的测试软件来进行测试，我们就可以略知一二。

   通过AIDA64的缓存性能测试，我们可以看到，一级缓存拥有极高的响应速度与读取速度，而这个速度随着缓存等级逐渐降低，而三级缓存与内存的读写速度差异更是吓人，至于传统的机械硬盘，其响应时间与读取速度比起闪存类设备实在是相差太远，当我们在运行程序的时候，如果CPU已经沦落到需要到机械硬盘中存取数据的时候，那么等待你的就是令人发疯的卡顿。

   而SSD的出现从一定程度上解决了这种问题，因为SSD的内部元件为NAND闪存，虽然SATA接口的SSD从读取速度来讲和CPU缓存以及内存要插上不少，但是响应速度却已经完全是内存级的水准了。

   在SSD开始普及之后，传统的缓存+内存+硬盘的数据结构新增了一个层级，就是SSD，不过SSD从整体的执行层面来讲更多的内容依然是负责存储数据，只是提升了CPU在抓取数据时存储系统所能提供的反应速度而已，那么如果是低端用户，根本没有SSD这种设备怎么办？Optane也就应运而生了。

   Optane的总体概念实际上就是为传统机械硬盘加挂一个极高速的缓存区，当系统在运行的时候，主板会将硬盘内的一部分指定数据预先转存到Optane内存模块上，当CPU需要从硬盘中读取数据的时候，直接去搜索Optane中预存的数据，从而让普通的机械硬盘能够达到nvme协议SSD的速度。

   目前来讲，Intel的Optane由于容量只有16G，所以在日常的使用中只能像加BUFF一样让机械硬盘容光焕发几秒到几十秒的时间，当数据存取的范围超过了Optane的预存储内容以后，反应速度就会回归到正常的机械硬盘状态，不过我们日常的操作基本上基本不会受到16GB容量的影响，可以说对于那些低端入门级的用户，在仅有一块机械硬盘的前提下，Optane可以让你获得相当可观的使用体验效果提升。

   除此之外，目前很多SSD用户所要面临的另外一个问题是SSD的寿命问题，SSD的闪存类型主要分为TLC颗粒、MLC颗粒和SLC颗粒，其中TLC的寿命最低，价格也最为便宜，为了控制成本，目前市面上大多数的民用级SSD都采用了TLC颗粒，同时使用SLC芯片用于缓存，这样的话可以有效的减少主要存储芯片的写入率，延长寿命。

   而Optane则走了完全另外不同的路子，Optane在设计的时候就考虑到了关于寿命方面所面对的形势。Optane采用了全新的3D Xpoint颗粒，在同样一颗闪存芯片上，一般SSD的TLC与MLC颗粒每1G的写入寿命大概在7-14TB之间，而Optane所采用的3D Xpoint颗粒每G的写入寿命高达110TB以上，几乎10倍的寿命差异，可以说只需要一块Optane内存，在可预见的时间长度内，你是不会见到它寿命耗尽的。