Intel Optane SSD DC P4800X: Das leistet 3D XPoint im Server-Format

tl;dr: Die Intel Optane SSD DC P4800X gibt es nun auch mit 750 GByte Speicherplatz. Die Server-SSD profitiert vom 3D-XPoint-Speicher insbesondere bei Latenzen und Dauerlast und lässt in bestimmten Szenarien selbst sehr schnellen NAND-Flash-SSDs keine Chance.

3D XPoint zwischen NAND-Flash und DRAM

In puncto Leistung, Haltbarkeit und Preis schlägt die gemeinsam von Intel und Micron entwickelte Speichertechnik 3D XPoint in die Lücke zwischen günstigerem aber langsamerem NAND-Flash und teurerem aber schnellerem DRAM. Genau wie NAND-Flash ist der Speicher nichtflüchtig, unterscheidet sich aber durch die Funktionsweise eines Phase Change Memory grundlegend. So können Daten direkt überschrieben werden, während bei NAND-Flash zunächst gelöscht werden muss.

Mehr Details und Hintergründe zur Technik liefern folgende Artikel:

• Intel / Micron 3D Xpoint: 1.000 Mal schneller und haltbarer als NAND
• IDF 2015: Wo SSDs schwächeln, soll Intels 3D XPoint punkten

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Ab heute mit 750 GByte und als U.2 (375 GByte), 1,5 TB folgt

Der im Frühjahr verkündete Zeitplan von Intel wurde jedoch erneut nicht eingehalten – die Verspätung nach den viel zu enthusiastischen Plänen ist riesig. Auf die seinerzeit nur als AIC (Add-in-Card) mit 375 GByte Speicherplatz (theoretisch) lieferbare Optane DC P4800X folgt mit einem weiteren halben Jahr Verspätung heute die Variante mit 750 GByte, parallel die 2,5-Zoll-Version mit U.2-Anschluss und 375 GByte. Später und damit vermutlich aber nicht mehr in diesem Jahr sollen dann die AIC mit 1,5 TByte und die U.2-Versionen mit 750 GByte und 1,5 TByte folgen.

Die Verfügbarkeit soll von nun an aber besser werden, gelobt Intel. Gab es die 375-GByte-Lösungen nur in sehr geringen Mengen, soll die 750-GByte-Version direkt ab dem 9. November verfügbar sein. Die U.2-Version wird jedoch erst ein bis zwei Wochen später folgen, erklärte Intel gegenüber ComputerBase.

Die Optane SSD DC P4800X im Detail

Als PCIe-Steckkarte im HHHL-Format (Half-height, Half-length, Low-profile) nutzt die Optane-SSD PCIe 3.0 x4 als Schnittstelle und unterscheidet sich in diesem Punkt nicht von vergleichbaren Enterprise-SSDs mit NAND-Flash. Der wesentliche Unterschied besteht im eingesetzten Speicher: 3D XPoint statt NAND-Flash steckt unter dem Kühlkörper. Intel verspricht keine hohen sequenziellen Transferraten, sondern legt den Fokus auf Latenzen sowie IOPS bei wahlfreien 4K-Zugriffen.

Das zeigt sich in den technischen Details und Leistungsangaben. Die Leistungswerte von 2.400 MB/s beim Lesen und 2.000 MB/s beim Schreiben sind nur Durchschnitt, NAND-Flash-basierte PCIe-SSDs wie die schnellste High-End-SSD für den heimischen PC, die Samsung 960 Pro (Test), bieten bis zu 3.500 MB/s, zudem schreibt diese auch mit bis zu 2.100 MB/s.

Doch die eigentliche Stärke der Optane-SSDs sind die durch den 3D-XPoint-Speicher erheblich reduzierten Latenzen beim Zugriff. Schon die kleinen Cache-SSDs der Serie Optane Memory (Test) deuteten das Potenzial der neuen Technik an. Weniger als 10 Mikrosekunden sowohl beim Lesen als auch beim Schreiben stehen den oft mehr als 50 Mikrosekunden von Flash-basierten PCIe-SSDs gegenüber. Hinzu kommt der Vorteil, dass die Optane-Technik schon bei niedriger Befehlswarteschlange (Queue Depth) auf Touren kommt. Werden Daten parallel gelesen und geschrieben, bricht die Leistung zudem kaum ein. Und auch mit zunehmendem Füllstand soll die Leistung auf konstant hohem Niveau verbleiben.

	375 GB	750 GB	1,5 TB
Format	AIC/U.2	AIC	?
Schnittstelle	PCIe 3.0 x4		?
Protokoll	NVMe 1.0		?
Seq. Lesen (max.)	2.400 MB/s		?
Seq. Schreiben (max.)	2.000 MB/s		?
typ. Latenz Lesen/Schreiben	< 10 µs		?
4KB Random Read/Write	max. 550.000/500.000 IOPS		?
4KB Random Read/Write Mix (70%/30%)	max. 500.000 IOPS		?
Leistungsaufnahme	Active Write: 13 W Active Read: 8 W Burst: 14 W Idle: 5 W	Active Write: 15 W Active Read: 10 W Burst: 16 W Idle: 6 W	?
UBER1	< 1 in 1017 gelesenen Bits		?
MTBF2	2 Millionen Stunden		?
TBW3 (DWPD4)	20,5 PB (30)	41 PB (30)	?
1: Uncorrectable Bit Error Rate 2: Mean Time Between Failure 3: Total Bytes Written 4: Drive Writes Per Day

Doppelt so viele Speicherchips

Der Aufbau der SSD mit nun 750 GByte ist zum 375-GByte-Modell unverändert geblieben. Insgesamt 28 Chip-Gehäuse sind auf dem PCB auf der Vorder- und Rückseite platziert. Dies bedeutet jedoch, dass sich die Kapazität dieser Packages verdoppelt hat: Beim 375-GByte-Modell waren es 28 3D-XPoint-Dies á 128 Gigabit (16 GB) – in jedem Package steckte also ein Die. Beim 750-GB-Modell müssen entsprechend zwei der 128-Gigabit-Dies in jedem Chip-Gehäuse stecken und somit insgesamt 56 Dies verbaut sein. Der dazu passende Intel-Controller steuert die 56 Dies über sieben Kanäle (8 Dies pro Kanal) an. Zum Controller selbst verliert Intel auch heute kaum ein Wort, erklärte nur, dass dieser mit herkömmlichen SSD-Controllern aufgrund der Spezialitäten von 3D XPoint nicht vergleichbar wäre. Weiter ins Detail geht Intel nicht.

Am Preis pro Gigabyte ändert sich nichts. Intel veranschlagt wie bereits für die SSD mit 375 GByte 4,05 US-Dollar pro Gigabyte Speicher. Nach Adam Riese kommt damit für die Intel Optane SSD DC P4800X mit 750 GByte ein Preis von 3.038 US-Dollar heraus. Das bisher verfügbare Modell mit 375 GByte kostet 1.520 US-Dollar, im Handel hierzulande ist sie aktuell nicht lieferbar und kostet etwa 1.500 Euro.