在刚刚过去的8月份，Intel公司在SSD存储方面动作频频。

Intel的SSD存储主要包括基于3D Xpoint技术的Optane产品和基于NAND闪存技术的SSD产品。Intel将Optane升级到更大的1.5 TB容量，但也许是PCIe接口带宽和控制器的性能限制，1.5TB容量Optane性能与之前产品并无不同，读写性能均为55万IOPS，延迟保持在10 ?s级别。

在NAND闪存方面，Intel推出了采用64层3D NAND技术的QLC SSD产品，单盘最大容量可达32TB。在应用到Intel最新的符合EDSFF规范的Ruler系列（即“尺子”系列）之后，在1U标准机架空间内就能提供1PB的存储空间。

通过Optane的高性能+QLC SSD大容量但稍低性能的产品组合，Intel提出了“重塑架构”的口号，有意替代现有的数据中心SSD产品组合。

Optane（中文名：傲腾）是Intel在2015年前后就预览的新一代存储产品名称，目前有375GB、750GB以及最新的1.5TB三种容量规格，均使用PCIe+NVMe协议组合，外观上除了常规固态盘的插卡式（Add In Card，AIC）和U.2两种接口形态，还有DIMM形态的Optane DC Persistent Memory，充分利用Optane比常见基于NAND闪存的固态盘更好的写性能，包括更低的延迟和更好的耐用性（寿命）。

采用3D XPiont技术的Intel Optane系列产品，在数据中心存储产品中被命名为Intel DC P4800X（已改名为Optane DC SSD），从上往下分别为AIC形态和U.2接口形态产品，在相同容量规格下，只是形态的不同，具有相同的性能。

Optane系列产品与普通NVMe SSD具有相同的外形，在性能方面，从纸面数据来看，Optane的读性能与基于NAND闪存的中高端SSD相差无几，主要在写性能和响应时间方面有优势，但受限于PCIe接口的规格等因素，基本处于同一数量级。如下图为Optane与Intel DC P4600系列SSD（面向写密集型应用场景）在相近容量规格下的性能比较（纸面数据）：

E企研究院根据Intel官网公布数据整理，在相近容量规格下，Optane与DC P4610的性能对比：在读性能方面，Optane与DC P4610相近，甚至还有不如；但在写性能，尤其是随机写性能方面，是DC P4610的数倍，且具有更低的延迟；在写寿命方面，Optane每天的可擦写次数几乎是DC P4610的15倍（而DCP4610在基于NAND闪存的SSD中的定位已经算是比较耐写的了）。

从Intel公布的数据来看，Optane写性能确实要比NAND闪存高出几倍，且延迟更低，但都处于同一数量级，而Intel也坦承Optane的每GB成本要高出一些。要完全发挥出Optane的性能优势，首先要找对应用场景，同时需要对应用进行优化，这些都会成为用户规模使用Optane的阻碍。但从长远结合NAND闪存的发展趋势来看，类似Optane的新一代存储必然是未来的趋势。

替代高端NAND存储 Optane凭什么

历史总是惊人的相似，十年之前，Intel率先推出X25系列SSD，随后NAND闪存逐渐取代了高端（高转速）硬盘，而现在Optane的推出则将替代高端NAND闪存产品，主要面向写密集型应用场景或读写混合负载场景。

类似Optane之类的新型存储介质产品取代现有NAND闪存用以支撑性能需求苛刻场景是必然的技术趋势，NAND闪存的发展经历了SLC、MLC、TLC、3D MLC/TLC等技术阶段，现在已经开始向3D QLC演进，容量确实不断增大，成本也逐年降低，但其性能（尤其是写性能和耐久性）却呈现停滞乃至倒退发展的现象。

目前数据中心解决性能（或曰写性能）问题主要使用专门面向写负载优化的SSD，如Intel的DC P4600/4610系列SSD。但随着企业数据中心对性能的需求越来越高，尤其是对QoS（Quality of Service，服务质量）的要求越来越严格，基于NAND闪存的SSD产品已经很难满足其需求。而Intel Optane产品的推出正是为了解决写性能以及QoS的问题。据Intel公布的测试数据显示，Optane的写性能几倍于DC P4600系列SSD，更重要的是在延迟表现方面，Optane的延迟表现更加平稳，更符合企业应用对存储QoS的需求。

据Intel公布的测试数据显示，（图左）在队列深度为1的情况下，随着（并发）压力的增加，DC P4600系列SSD的延迟将线性提高，而Optane的延迟仍平行于横轴，最终Optane与DC P4600系列SSD的延迟差距最大达到63倍。当然随着压力的增加，Optane与DC P4600的IOPS性能都会随之增长，但对于企业特定关键应用而言，高延迟的高性能是没有意义的，在所允许的延迟范围内，Optane的性能显然更符合应用需求。

Optane的性能优势还体现在另一方面，即在较小容量下就能达到较高的性能，比如最小容量375GB的Optane的读写性能就能达到55万IOPS，而NAND闪存要达到较高性能，通常要部署较多的NAND闪存颗粒并发提供性能（与HDD类似），这就意味着在某些特定应用场景下，比如需要较高性能，但容量需求较小的情况下，较小容量的Optane就能满足，而采用NAND SSD的话，则可能有较多的闲置空间，导致容量浪费。

并且，从实验室数据来看，在单纯的读负载或写负载测试环境下，NAND闪存（如DC P4600）还是具有较高的性能，但在读写混合负载测试下，由于NAND闪存在写操作方面的突发延迟不可预估，导致整体性能会出现波动，即QoS很难控制。而Optane新存储介质的特性，在读写性能方面并无区别，并具有稳定的延迟表现，更利于存储QoS，能够很好地满足企业关键应用，以及多租户公有云的存储QoS需求。所以目前Optane系列产品已经在企业数据中心与公有云数据中心开始规模部署。

QLC SSD替代大容量磁盘 D5可堪重任？

如果Optane解决了性能问题，那么NAND闪存专注于解决容量问题也就理所当然，毕竟从当前NAND闪存技术的发展趋势来看，性能与容量同时发展并非不可，但需要更复杂的技术以及更高的成本，这显然并不利于NAND闪存取代HDD。而如果不过分注重性能（尤其是写性能）的话，即意味着单位成本将显著下降，这将加快NAND闪存取代HDD的速度。

如果将性能层让位于Optane，那么NAND闪存自然下沉到容量需求型市场，满足读密集型应用场景，或作为温数据存储层。在前几天举办的闪存峰会上，Intel首次推出了采用64层3D NAND技术的QLC SSD产品，最大容量可到单盘32TB，实际上已经体现了这一趋势。

Intel公司推出的QLC SSD（D5 P4326），单盘最大能到32TB，主要解决温数据存储需求

如果用于满足容量需求，显然现有的AIC和U.2接口形态产品由于空间和散热条件的限制，存储空间的提升在一定程度上依赖于NAND技术的升级。如果能够突破物理限制，在有效空间内部署更多NAND闪存颗粒，就能大幅提升存储容量， EDSFF接口规范由此应运而生。Intel的Ruler系列SSD则是EDSFF+QLC SSD组合的产品实践。

为了实现更高的存储容量需求，Intel在现有AIC和U.2接口形态SSD基础之上，增加了符合EDSFF接口规范的Ruler系列SSD（即“尺子”系列）。Ruler系列SSD拥有更大的闪存颗粒部署面积，能够满足更高的容量需求；同时EDSFF规范支持PCIe x4和x8通道，这为发挥更高的闪存性能提供了基础条件

QLC SSD产品的加入促使Intel对现有SSD产品线进行调整，并重新命名，新命名方式如下图：

Intel SSD新命名方式，除了Optane（即“傲腾”）仍保留原有品牌名之外，原来的DC S以及DC P系列全部重新以字母（即D）加数字的方式，按细分领域、接口、耐用性和性能进行分层。结合Intel在（Xeon和Core）处理器方面的命名来看，数据中心SSD的（D1/D3/D5/D7）命名与Core（i3/i5/i7/i9）的命名似曾相似？而PC端的（5/6/7/8）命名是否与Xeon SP处理器的命名异曲同工？

值得注意的是，新一代QLC SSD中不再使用SATA接口，而全部采用PCIe接口，如上图，QLC SSD全部包含在D5系列中。根据Intel的解释，QLC SSD能够显著提高单盘容量，单盘容量提升了，但（SATA、NVMe）接口的性能并没有提升，这就意味着单位容量（每TB）的性能将会下降，SATA接口将不再适用于大容量SSD。这一问题的深层次原因可能是，大容量SATA SSD用于数据中心，一旦出现故障，受限于SATA接口带宽性能，可能需要较长时间才能实现数据恢复。

从技术上来看，Optane确实有可能替代面向写优化的SSD产品，作为高性能存储的不二选择，而根据NAND技术的发展趋势来看，NAND闪存未来专注于容量增长未尝不是一个更好的选择。在这种情况下，Optane+QLC SSD的组合将是Intel未来存储战略的奠基石。而Intel也将会在未来高性能存储市场一家独大，延续其在SSD市场的霸主地位。但存储市场并非只有Intel，还有其他对手，用户将如何选择？Intel的市场战略也许需要做更多努力。