インテルは、高速3D XPoint Optaneドライブと1ペタバイトの3D NANDでストレージの優位性を主張している。

Intel は、画期的な Optane ストレージ技術が超高速で、驚くほど優れていることをユーザーに知ってもらいたいと考え、水曜日に、この新しい普及型メモリ技術が従来の NAND SSD をはるかに凌駕することを証明しました。

このデモは、従来のデスクトップ環境を用いた初の公開デモとなり、中国・深圳で開催された同社の年次開発者フォーラムで行われた。インテルの幹部ロブ・クルーク氏は、同一のデスクトップコンピュータで単純なファイルコピーを実行する様子を披露した。

このセットアップでは、従来のNANDベースSSDを搭載したPCに、25GBのビデオファイルを、別のNANDベースSSDを搭載した外付けThunderbolt 3エンクロージャに書き込むというタスクを実行しました。また、同じファイルを内蔵OptaneベースSSDから、別のOptaneベースSSDを搭載したThunderbolt 3エンクロージャにコピーするというタスクも実行しました。

Optane搭載PCは約15秒でタスクを完了しましたが、NANDベースのSSDではさらに約45秒かかりました。Optane PCは、この処理中にほぼ2GBpsの速度に達しました。

Optane は、Intel が Micron と共同開発した 3D XPoint パーベイシブメモリを販売するブランドです。

ファイルコピー速度 — IntelはOptane SSDのプロトタイプをNANDベースSSDに投入し、圧倒的な勝利を収めました。ただ、これが私が見たかった対決だったとは思えません。

デモのインターフェースの問題

発表からわずか1年で3D XPointが実際に動いているのを見るのは嬉しい。問題はデモ版だ。NBA最高のフリースローシューター、ステフィン・カリーと、最弱のフリースローシューターの一人（シャキール・オニール）を対戦させるのと同じような、実にバランスが悪かった。

IntelがNAND SSDの代名詞として用いたドライブは、速度が600Mbpsに制限された、はるかに低速なSATAインターフェースを採用していました。この構成は現実的です。現在、デスクトップシステムでSSDを使用している人の大多数は、PCIeやM.2ではなくSATAを使用しています。ドライブが40GbpsのThunderbolt 3.0で接続されていたという事実は、問題ではありませんでした。

Optaneドライブが動作していたインターフェースは公表されていませんが、SATAではないことは確かです。SATAをはるかに凌駕するPCIeではないかと推測します。

20秒のデモからそれ以上の詳細を読み取るのは困難です。ある時点でNAND SSDの書き込み速度は1.5GBpsに達しており、RAID構成であることが示唆されています。また、テスト中、NAND SSDの書き込みパフォーマンスが大幅に低下しました。これは、キャッシュを使い切ると速度が低下するTLC NAND SSDであることを示唆しています。

例えば、当社独自のテストでは、X99システムのRAMドライブからM.2 NAND SSDドライブに20GBのビデオファイルを15秒で書き込むことができました。Intel独自の750シリーズPCIeドライブは2GBpsの書き込み速度を達成しました。NAND SSDにM.2またはPCIeドライブを使用すれば、IntelがOptaneドライブで示した速度に近い結果が得られるのではないかと考えています。

公平を期すために言うと、OptaneはIntelの他の公開デモでも明らかに高速であることが示されています。昨年8月には、Intel OptaneドライブがサーバーIOPSテストで、同社の最高峰SSD（おそらく750シリーズ以上のドライブ）の7倍以上のパフォーマンスを記録しました。

nandssdvsoptanessd — これらは、Intel がテストに使用した、少し積み重ねられた 2 台のデスクトップ PC です。

3D XPointの仕組み

懐疑的な意見はさておき、クロック氏はOptaneにかなり興奮しており、聴衆に向かってこう語った。「3D XPointは、メモリ分野における過去20年間で最大の進歩です。」

Crooke氏は、3D XPointの仕組みについても詳しく説明しました。NANDとは異なり、XPointの構造にはトランジスタは使用されていません。1ビットを表すメモリセルは、セレクタセルと対になって列に配置されています。これらの列には、双方向に配線が交差しています。このアレイ内の1つのセルだけを選択するには、上部の配線と下部の配線をそれぞれ選択します。各データビットの書き込みまたは読み取りは、電圧を変化させることで実行されます。

クロスポイント構造2 — 青は配線、黄色はセレクター、緑は NAND より 1,000 倍高速な Intel および Micron の 3D XPoint パーベイシブメモリ内の 1 ビットのデータを表します。

これはまた、データへのアクセスがブロックレベルのNANDチャンクではなく、より細分化され効率的なバイトサイズで行われることを意味します。キッチンに調理器具用の引き出しが100個あるようなものです。アイスクリームスクープを専用の引き出しからすぐに取り出すことができ、ヘラ、サービングスプーン、トングなどが入った2つの大きな引き出しを探す必要はありません。これらすべてが相まって、Intelによると、NANDの1,000倍の遅延が実現します。

「これにより、3DXPoint はシステムメモリとして使用できるだけでなく、高性能ストレージとしても最適になります」と Crooke 氏は述べています。

Optaneをシステム「メモリ」として使用するのは、まだ先のことです。現時点でわかっている限りでは、Optane SSDは今年後半にアドオンカードとして初めて登場するでしょう。

インテルの3D NANDは1ペタバイトの容量を詰め込むことができる

クロック氏は、同社が今後発売予定の3D NAND製品についても言及した。インテルは、この3D NANDは1つのダイに3840億ビットのデータを詰め込むことができると述べた。クロック氏によると、これはつまり、ノートパソコンやタブレットに搭載可能な厚さ1.5mmのドライブに1TBのストレージを詰め込むことができるということだ。デスクトップや大型ノートパソコンに搭載される従来の2.5インチドライブの場合、最大15TBのデータ容量を詰め込むことができる。そして、驚くべきことに、インテルの今後発売予定の3D NANDを搭載した1Uラックサーバーは、1PBのストレージを搭載できるようになる。ちなみに、20PBはHDビデオを13.3年分保存できる容量だ。