让HDD媲美SSD的神器 傲腾内存原理解析

  在英特尔发布傲腾技术之后,傲腾原理便成为各大科技网站的议论热点。那么傲腾原理是什么,傲腾内存对于PC加速是如何实现?本文将为大家详细解析这项可以让传统机械硬盘使用体验媲美SSD的黑科技——傲腾工作原理。

  相信许多PC用户在使用“跑分”程序对电脑性能进行测试时会发现,硬盘经常成为木桶的最短板。在各项主机硬件性能不断刷新峰值的今天,传统机械硬盘的发展似乎只在容量上有相对明显的进步。固态硬盘的诞生正是为了解决传统机械硬盘在PC实际体验上拖后腿的难题。尽管固态硬盘成本已经不断压缩,但对于那些对存储容量有高要求的用户,大容量SSD的价格依旧让人望而却步。同时固态硬盘的寿命问题也是用户在速度与数据安全间难以抉择的点。

傲腾原理

  有需求自然就有相应的技术诞生,在市场需求的推动下,一项切中用户痛点的新技术应运而生,也就是本文的主角——傲腾技术。

傲腾原理介绍:傲腾和傲腾内存分别是什么

  傲腾是Optane中文名,是英特尔公司发明的一种超高速内存新技术,兼容NVMe(非易失性存储器)存储协议,傲腾内存则是该项技术的具体应用。傲腾内存虽叫内存,但并非作为DRAM内存的替代品,傲腾内存是用于提升机械硬盘速度体验的缓存设备。傲腾内存通过基于3D XPoint的英特尔傲腾技术以及英特尔快速存储技术驱动程序,可以为传统机械硬盘提供更高的性能和响应能力,这也让低成本高容量高速存储解决方案成为了可能。

傲腾原理

傲腾原理介绍:傲腾内存工作原理

  傲腾内存是3D Xpoint介质与快速存储技术结合而成的标准M.2接口模块外形的新技术内存。其既拥有传统存储介质的非易失性,又拥有DRAM内存的高响应速度。之所以称其为内存,是因为它是利用新的内存介质将信息存储到与处理器更近的位置,这与系统DRAM内存的功能十分相似,能让数据更快地交给中央处理器。傲腾内存可以和传统DRAM内存串联成一个虚拟驱动器,并使用智能软件——英特尔快速存储技术来加速PC的性能和响应速度,让机械硬盘的PC也可以拥有SSD的高速体验。 

傲腾原理

  打个比方:如果把几百首风格各异的音乐放在播放器中,那么一个对于音乐风格喜好相对单一的用户在聆听完每首音乐之后都需花大量时间重新查找下一首符合自己喜好风格的歌,这就有点类似传统的数据读取方式。而计算机加入傲腾内存的协助之后,等同于为播放器新增了一个智能播放列表,播放器在你听了几首喜好风格的歌之后会自动从几百首风格各异的歌曲中筛选出符合你聆听习惯的歌曲加入播放列表。傲腾内存也是如此,在傲腾技术的支持下根据用户操作习惯提前加载用户所需数据,提高用户工作效率。

傲腾原理介绍:关键技术——3D XPoint

  3D XPoint是傲腾内存的核心关键技术,也是傲腾内存能够提升PC性能的根本原因。3D XPoint是由英特尔和美光科技共同推出的非易失性存储技术,英特尔将该技术称为Optane,而美光则称其为QuantX。这个技术可以说是25年来存储技术的革命性突破,其速度和耐用性都是目前NAND闪存的1000倍。在低延迟性能上,3D XPoint技术只有NAND闪存的千分之一,存储密度则是DRAM的10倍,使其拥有了更强的数据吞吐性能。

傲腾原理

  3D XPoint采用的是立体交叉矩阵结构

  顾名思义,从3D XPoint命名中的“3D”可以大概知道其采用的是立体形式的闪存构架,可以理解为由原来平面的NAND闪存结构如同“平房”变成了“高楼”。3D XPoint存储器由内存单元、选择器以及读写总线构成,内存单元和选择器位于交叉叠起的字线和位线之间。这种构成方式相比NAND上复杂的电容、晶体管结构来说要简单的多,使得单个内存单元占据的空间更小。

  3D XPoint还通过采用立体堆叠技术,在单位面积上垂直增加存储层数,进一步提升存储密度。由此一来,在芯片面积不增加的情况下,采用3D Xpoint技术的产品将拥有更大的数据吞吐量。

  3D XPoint采用了全新的存储原理

  传统的NAND采用的是电容存储原理,通过以浮置栅极是否带电来表示1或0。同时,NAND由block(块)构成,block的基本单元是page(页),NAND的page进行一次编程才能存储1bit数据,而且擦除操作要在block层级进行操作。这种方式导致了NAND速度相比内存要慢,也是其寿命较短的重要原因。

  而3D XPoint内存单元是一种特殊的电阻材料,它的特殊之处在于,在施加了不同的电压后,材料形态会发生改变,从而改变电阻阻值,即便是电压消失,其阻值仍然存在。也就是说,3D XPoint可以通过改变电压大小实现0和1的区分。所以我们可以看到,3D XPoint中,基础访问单位是bit,数据以bit的形式存储在内存单元中,一个内存单元可存储1bit数据。在数据访问效率上,3D XPoint比NAND更高。更值得一提的是,内存单元材料本身不会因为形态的重复改变而老化衰退,因此3D XPoint在寿命上也较NAND更有优势。

  3D XPoint寿命是NAND的1000倍

  根据英特尔数据,3D XPoint拥有200万次的读写寿命,在平衡算法下,一个512GB的3D XPoint设备理论上需要完全读写1024PB才会死亡,相当于在五年内每天写入574TB数据。除了那些必须使用DRAM维持超高负载的特殊场合,3D XPoint完全可以胜任目前几乎所有的热/温存储中心应用。

傲腾黑科技适用哪些用户

  对于此前被用于各类OEM主机、笔记本的混合硬盘,傲腾技术的推出相信是个更优的替代方案,厂商可以通过傲腾内存搭配机械硬盘为用户带来最优性价比及高速体验的新产品。

傲腾原理

  同时,对于硬盘需容纳大体积软件、文件数据,缺因为高容量SSD价格高昂而却步的用户,傲腾内存也将成为首选方案。

  从傲腾工作原理可以看出,傲腾是一个让高容量和高速响应鱼和熊掌兼得的高性价比解决方案。借助全新的傲腾内存搭配英特尔快速存储技术,数据存储于大容量机械硬盘中也能更快速地调用。当然要体验这项全新的黑科技,用户平台必须先升级到7代或8代酷睿i系列处理器并搭配英特尔200系或300系新主板,并安装全新Windows10操作系统,相信这一系列全新产品的结合能让傲腾技术发挥最优的性能。

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