Stockage : Intel lance des Optane à 7,2 Go/s et des SSD de 30 To

Comme il l’avait promis en début d’année, le fabricant commercialise un SSD Optane P5800X qui utilise la seconde génération de 3D Xpoint, ainsi qu’un SSD D5-P5316 avec 144 couches de NAND QLC.

Finalement, Intel a bel et bien tenu toutes ses promesses en ce qui concerne les SSD. En cette fin d’année, le fabricant lance son P5800X à base de mémoire 3D XPoint, le fameux SSD « le plus rapide du monde », ainsi que des modèles NAND QLC en 144 couches qui offrent jusqu'à 30,72 To de capacité.

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L’Optane P5800X est le premier SSD d'Intel à utiliser la seconde génération de la technologie mémoire 3D XPoint. Il se connecte également à la machine hôte en PCIe 4.0. Ensemble, ces caractéristiques multiplieraient par trois les accès et la bande passante, amélioreraient la fiabilité de 40 % et offrirait une endurance 67 % plus élevée que le précédent modèle P4800X qui, lui, fonctionnait en PCIe 3.0, avec une technologie 3D XPoint de première génération.

Optane est le nom de marque qu'Intel utilise pour les produits basés sur la technologie 3D XPoint, un type de mémoire Flash qui ne fonctionne pas avec des composants NAND mais qui repose sur des circuits à changement de phase. 3D XPoint a été co-développé avec Micron Technology dans le but de combler l'écart de performance entre les DRAM plus coûteuses et les NAND qui le sont moins. Intel et Micron ont mis fin à leur partenariat de développement avec l'achèvement de la deuxième génération de 3D XPoint. Micron a racheté la participation d'Intel dans leur usine de fabrication IM Flash Technologies, située dans l'Utah. Intel a ensuite conclu un accord pour acheter des wafers 3D XPoint à Micron.

Il y a un an, c’est Micron qui prétendait lancer le SSD le plus rapide du monde avec son modèle X100. Le X100 fournit 2,5 millions d'IOPS en lecture, plus de 9 Go/s de débit en lecture-écriture et une latence d’au moins 8 microsecondes (μs).

Intel repousse ces caractéristiques. L'Optane P5800X, au format U.2, pourrait atteindre 4,6 millions d'IOPS en lecture et une latence de moins de 6 μs. Les débits en lecture et en écriture seraient de 7,2 Go/s et 6,2 Go/s, respectivement. Les capacités du P5800X vont de 400 Go à 3,2 To. Ces SSD Optane supportent 100 réécritures complètes par jour.

Les SSD Optane, des accélérateurs de stockage

Les SSD Optane sont vendus pour adresser les besoins des applications financières, plus particulièrement la détection et l'analyse des fraudes ou le traitement des transactions en ligne, mais aussi pour servir de stockage très rapide aux supercalculateurs, pour mettre en cache les écritures d’une baie Flash afin qu’elle supporte les accès intensifs des bases de données transactionnelles, en guise de disques de boot pour accélérer le démarrage des serveurs, ou encore pour enregistrer tous les logs produits en permanence par un certain nombre de serveurs.

Selon David Tuhy, qui dirige la division stockage-Optane chez Intel, 40 % des entreprises du Fortune 500 utiliseraient des SSD Optane en complément des SSD à base de NAND. Parmi celles-ci, Alibaba Cloud s’en servirait pour accélérer ses bases de données, Telefonica pour garantir la fluidité de ses services et le moteur de recherche chinois Baidu pour avoir un cache rapide et endurant en frontal de ses archives sur bandes.

Il existe deux catégories de SSD pour les datecenters, ceux qui n’utilisent qu’un port pour maximiser le débit de leur bande passante avec le serveur hôte et ceux qui en utilisent deux pour répartir les accès entre deux contrôleurs redondants sur une baie de stockage. L'Optane P5800X appartient à la première catégorie et trouvera donc probablement ses principaux cas d'utilisation dans les serveurs. Intel ne livre pour l’instant des SSD Optane à double port que sur sa première génération. Il faudrait attendre le second semestre 2021 pour voir une déclinaison du P5800X compatible avec les baies de stockage.

Lors du second trimestre 2021, Intel devrait par ailleurs proposer un SSD hybride 3D Xpoint-NAND au format M.2 pour les PC portables, l’Optane Memory H20. Celui-ci combinera une grande capacité de stockage constituée de NAND QLC peu chère et peu performante avec un composant 3D Xpoint en guise de cache pour accélérer les accès. Le H20 sera le successeur de l’actuel Optane Memory H10 qui combine 32 Go de 3D XPoint avec 512 Go ou 1 To de NAND.

De nouvelles barrettes Optane PMem dans les cartons

La feuille de route d'Intel laisse entrevoir qu’Intel déclinera aussi la seconde génération de mémoires 3D XPoint sous la forme d’Optane PMem. Ces barrettes DIMM permettent de doubler la quantité de RAM et apportent même de la non-volatilité pour ne pas avoir à recharger une importante base de données en mémoire après le redémarrage d’un serveur ; Intel appelle ce mode « app-direct ». Le fondeur n'a cependant pas donné beaucoup de détails sur ces produits ; on sait tout juste que ces futures barrettes portent le nom de code Crow Pass et qu’elles fonctionneront de concert avec les futurs processeurs Xeon Scalable, dont le nom de code est Sapphire Rapids. Les barrettes Optane PMem n’étant compatibles qu’avec ses processeurs, Intel les met en avant pour mieux concurrencer les Epyc d’AMD.

Les applications qui profitent des Optane PMem, plus rapidement accessibles par les processeurs des serveurs que les SSD, comprennent SAP HANA et d'autres bases de données dites In-Memory. On les trouve aussi sur des clusters de machines virtuelles.

Selon Alper Ilkbahar, qui dirige la branche Optane pour les activités liées aux données, 60% des clients utilisent actuellement des barrettes Optane PMem en mode mémoire, c’est-à-dire juste pour doubler la capacité RAM. Intel nourrit l’espoir que les usages favoriseront à terme le mode app-direct, car ces barrettes seront alors évaluées dans les projets de stockage, bien plus nombreux que les projets liés à l’amélioration des serveurs.

Des SSD NAND à 144 couches pour atteindre 30 To dans 2,5 pouces

La mise au point de composants NAND QLC en 144 couches permet de démultiplier les capacités de stockage. Ainsi, le nouveau SSD Intel D5-P5316 offre 16,36 ou 30,72 To aux formats U.2 (2,5 pouces) et E1.L (module PCie). Selon Intel, ce nouveau SSD améliore également les performances en lecture de plus de 30% et multiplie par 4 l’endurance des cellules QLC par rapport à son prédécesseur, les SSD D5-P4326 à 96 couches. Le D5-P5316 devrait être commercialisé au cours du premier semestre 2021.

« Le 5316 est naturellement destiné aux utilisateurs qui ont besoin de densifier autant de stockage Flash que possible dans un module rack. Mais nous comptons sur l’amélioration des performances pour que ce SSD adresse d’autres besoins », commente Jim Handy.

« Il y a cette perception dans l'industrie que la NAND QLC ne serait pas aussi fiable que la NAND TLC. C'est tout simplement faux », lance pour sa part Jonmichael Hands, chef de produit chez Intel. « La cellule QLC met juste un peu plus de temps à stocker l’information et elle vieillit plus vite, mais il y a le compromis d’un coût plus intéressant pour un produit sur lequel on écrit moins souvent. Au final, le temps d’utilisation moyen avant une défaillance est similaire à celui des SSD TLC. »

Intel indique à ce sujet que le contrôleur utilisé sur ses SSD est le même pour les modèles QLC et TLC et que les algorithmes de correction d’erreurs sont identiques dans les deux cas. En l’occurrence, Intel lance simultanément un nouveau SSD TLC, le D7-5510. Il n’offre que des capacités de 3,84 ou 7,68 To, mais supporte bien mieux les écritures intensives des serveurs de production.

Intel décline par ailleurs ses nouveaux composants NAND QLC 144 couches dans un nouveau modèle de SSD pour PC portables, le 670p. Prévu pour le premier trimestre 2021, ce SSD au format M.2 sera proposé en trois capacités : 512 Go, 1 To et 2 To. Pour compenser les faibles performances et le vieillissement accéléré des composants NAND QLC, ces SSD intégreront un petit cache fait de composants SLC, les cellules NAND les plus rapides et les plus endurantes. Ce cache variera selon les différentes déclinaisons de chaque modèle : il sera de 6 à 64 Go sur le modèle 512 Go, de 12 à 128 Go sur celui de 1 To et de 24 à 256 Go sur celui de 2 To.

Pour mémoire, Intel a récemment vendu son activité NAND à SK Hynix pour 9 milliards de dollars, afin de ne plus produire à terme que des SSD Optane. Pour autant, les démarches administratives de cette transaction font que la vente ne devrait pas être effective avant la fin 2021.

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