3D XPoint是英特爾和Miron聯(lián)合開發(fā)的新型永久固態(tài)存儲器。這種存儲器的具體工作方式的細(xì)節(jié)尚不可知——但是普遍認(rèn)為是依靠改變電阻來記錄數(shù)據(jù)的——總之其優(yōu)異的性能表現(xiàn)讓其應(yīng)用廣泛。

最初消息發(fā)布時(shí)2015年的事了，英特爾宣稱這款產(chǎn)品的速度將是NAND閃存的1000倍，比DRAM的存儲密度大10倍，持續(xù)能力是NAND的1000倍。不過當(dāng)時(shí)并未詳細(xì)說明究竟是什么快，可能是讀寫速度，也沒有說明是哪種NAND。隨著如今產(chǎn)品發(fā)售，這些比較的具體說明也浮出水面。英特爾的一頁幻燈片明確表示：3D XPoint技術(shù)的延遲只有NAND閃存的千分之一（或者說約為DRAM的十分之一），存儲密度是DRAM的十倍。

P4800X的性能原始數(shù)據(jù)圖在二月發(fā)布。總結(jié)起來是：這是一款數(shù)據(jù)中心專用配件，專為高讀取/寫入負(fù)載設(shè)計(jì)，并追求低延遲。隊(duì)列傳輸率為讀取2400MB每秒，寫入2000MB每秒，性能不錯(cuò)，但是有些頂尖級別的NAND閃存讀寫速度還要略勝一籌。P4800X主打的功能是保持高速讀寫負(fù)載，同時(shí)維持低延遲。

SSD生產(chǎn)商經(jīng)常考慮的參數(shù)是IOPS，即每秒讀寫操作數(shù)（I/O Operations Per Second），這個(gè)數(shù)字自然越大越好，當(dāng)然總有要注意的地方：這個(gè)數(shù)字計(jì)算過程中，隊(duì)列深度（Queue Depth，一次可以傳送到磁盤設(shè)備的命令數(shù)量）總是32，也就是說，雖然硬盤要接受大量的讀寫請求，但是等待隊(duì)列中的操作永遠(yuǎn)是32個(gè)。在此隊(duì)列深度下，NAND閃存固態(tài)硬盤能實(shí)現(xiàn)300000-400000的IOPS。

而P4800X能實(shí)現(xiàn)550000的讀取IOPS和500000寫入IOPS[此處不嚴(yán)謹(jǐn)，IOPS是每秒讀寫操作數(shù)，如果單作讀取和寫入，可以只用OPS（每秒操作數(shù)），譯注]，然而重要的是，英特爾宣稱即便隊(duì)列深度低，也能達(dá)到這個(gè)數(shù)值。途中表里數(shù)據(jù)標(biāo)注出隊(duì)列深度只有16，公司稱現(xiàn)實(shí)中低到8才是最極限的情況。

除此之外，英特爾稱每個(gè)讀寫操作的延遲即便在高負(fù)載之下也依舊很低。在隊(duì)列深度為1的情況下，99.999%的操作讀延遲都在60微秒（千分之一秒，100微秒以下的延遲肉眼幾乎無法察覺）以內(nèi)，寫入延遲在100微秒以內(nèi)。而隊(duì)列深度為16的時(shí)候延遲分別升至150微秒以內(nèi)和200微秒以內(nèi)。作為比較，英特爾的P3700 NAND固態(tài)硬盤只能讓99%的操作延遲在2800微秒以內(nèi)。

同樣，在持續(xù)寫入負(fù)載情況下，P4800X依舊能保持讀取低延遲。而P3700在寫入帶寬占用逐漸增加下，其讀取延遲會(huì)穩(wěn)定上升。

聽起來閃騰硬盤似乎可以用來當(dāng)緩存使用了，但是英特爾的野心并不限于此。3D XPoint能支持字節(jié)尋址；也就是說，每個(gè)字節(jié)（存儲基本單元，為8個(gè)比特，即八位0和1，1GB=10億字節(jié)）都能單獨(dú)訪問和改寫。這讓其與NAND閃存相比優(yōu)勢巨大。NAND的最小訪問單元一般是512,2048或者4096字節(jié)的內(nèi)存頁（page）。這些頁再組合成塊（block），一般大小為16,128,256,512KB。

讀寫操作必須在頁上進(jìn)行，然而每個(gè)頁只能被寫入一次。如果需要再寫入，就必須擦除，但是擦除的時(shí)候不能單頁擦除，必須整塊一起擦除。硬盤的磁盤旋轉(zhuǎn)能實(shí)現(xiàn)在扇區(qū)（sector）上的讀寫操作，一般要么是512字節(jié)（或者512字節(jié)+額外的簿記空間（bookkeeping）），或者4096字節(jié)（或者再加額外的存儲空間）。但是有了3D XPoint技術(shù)，讀寫操作能在每個(gè)字節(jié)上進(jìn)行。

與閃存由于反復(fù)擦除導(dǎo)致物理性磨損的問題不同，3D XPoint的寫入并不造成破壞。這讓硬盤的耐用能力比同數(shù)據(jù)密度的NAND要強(qiáng)得多。英特爾表示閃騰固態(tài)硬盤能安全實(shí)現(xiàn)每天30次的寫入，而一般每天整盤讀寫平均次數(shù)只有0.5到10次。

閃騰的低延遲和低損耗特性讓其用于數(shù)據(jù)緩存和存儲服務(wù)器再適合不過了。但是英特爾還開發(fā)了閃騰的新應(yīng)用，充分發(fā)揮了這兩項(xiàng)特性。P4800X能像一塊普通的加了PCle的固態(tài)硬盤一樣使用，但是英特爾開發(fā)了一個(gè)叫“內(nèi)存硬盤技術(shù)”，讓P4800X在合適的主板芯片組和處理器的協(xié)助下（意思是你必須用至強(qiáng)處理器），像RAM內(nèi)存一樣使用（有點(diǎn)類似虛擬內(nèi)存）。閃騰的延遲和帶寬性能都比DRAM要弱，但是數(shù)據(jù)密度更高，而且長遠(yuǎn)來講價(jià)格更低。

內(nèi)存硬盤技術(shù)使用了預(yù)啟動(dòng)的中間件，并且對于操作系統(tǒng)完全透明，還能將常規(guī)DRAM和SSD結(jié)合形成一大塊靈活的存取空間。對于大部分工作負(fù)載來說，這樣的空間比同樣大小的DRAM的存取空間的讀寫速度要慢一些，但是長期成本更低，而且功耗也略小一些。英特爾甚至稱這樣能加速某些工作負(fù)載；雖然閃騰“內(nèi)存”比一般的RAM內(nèi)存要慢一些，但是中間件能對數(shù)據(jù)存儲進(jìn)行管理和移動(dòng)，因而往處理器的過程會(huì)更快，而且在使用了NUMA配置之后處理器還能協(xié)助完成工作。

最大的有點(diǎn)可能是在潛移默化中增加了服務(wù)器的物理內(nèi)存：兩個(gè)socket至強(qiáng)系統(tǒng)能支持最多3TB的RAM內(nèi)存，但是卻能支持24TB的閃騰內(nèi)存；4個(gè)socket系統(tǒng)最多支持12TB的RAM，但是閃騰卻是48TB。這可能會(huì)讓那些需要大量內(nèi)存空間的應(yīng)用更容易實(shí)現(xiàn)了。

如果買了個(gè)加了PCle的固態(tài)硬盤，拿回來當(dāng)成內(nèi)存用，可能看起來略為尷尬。明年英特爾還真準(zhǔn)備發(fā)布閃騰DIMMS（Dual-Inline-Memory-Modules，雙列直插式存儲模塊）。