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En février dernier, Western Digital et Toshiba annonçaient la production d'échantillon de puces 64 Go de NAND 3D 64 couches TLC, en attendant le lancement de la production en volume au cours du second trimestre. Cette nouvelle NAND 3D devait être la bonne, puisqu'au contraire de Samsung et plus récemment Micron leur NAND 3D n'avait pas été vraiment intégrée en volume dans des produits tels que des SSD, Western qualifiant même la seconde génération 48 couches de learning platform.

Alors que les deux constructeurs se livrent bataille quant à l'avenir de leur joint-venture dédiée à la Flash, le sujet avance. Il y a une quinzaine de jours, Toshiba a en effet fait la démonstration d'un prototype de SSD NVMe de 1 To basé sur cette mémoire. De son côté HGST, filiale de Western Digital, vient d'annoncer l'Ultrastar SS3300 utilisant cette mémoire en version MLC 48 Go ou TLC 64 Go. En MLC les SSD supportent selon la gamme 3 ou 10 écritures complètes par jour pendant 5 ans, contre 0.5 ou 1 côté TLC.

WD a précisé lors de ses résultats financiers qu'il lui était déjà moins couteux de produire une puce 64 Go de NAND 3D 64 couches TLC que la capacité équivalente en NAND 2D en 15nm, et qu'il prévoyait de produire 75% de sa NAND 3D cette année en version 64 couches.

Les SSD M.2 les plus performants ont tendance, s'ils sont utilisés en continu à leur vitesse maximale, à atteindre une limite haute de température entraînant un abaissement des performances.

Une situation qui n'est certes pas commune en utilisation classique mais que seule l'utilisation de radiateurs permet de contourner. En plus des bricolages maison, depuis quelques temps déjà des solutions dédiées sont donc trouvables, certains constructeurs intégrant même de quoi refroidir un SSD M.2 avec leurs cartes mères haut de gamme (ASUS ROG Strix Z270I, ASUS Maximus IX Extreme ou MSI X370 Xpower Gaming Titanium par exemple).

 

 

Aqua Computers lance deux nouveaux produits à cet usage. Le kryoM.2 micro, proposé à 10 €, est constitué d'un grand pad thermique pour un M.2 pleine longueur ainsi que d'un radiateur de même taille. Un isolant à positionner au dos du M.2 est fournie, afin d'éviter tout contact entre les clips de fixation et un composant de la carte mère.

 

 

Le kryoM.2 EVO est plus évolué puisqu'il s'agit d'une carte fille PCIe x4, à positionner de préférence dans un port Gen3 et donc. Le M.2 sera cette fois refroidit par deux radiateurs, un petit à l'arrière et un plus imposant à l'avant. Une LED d'activité est présente à l'arrière ainsi qu'un bandeau de LED qui fait le tour du PCB, il peut être allumé, éteint, ou fonctionner de concert avec l'activité du SSD.

Il faut compter 35 € pour ce produit qui fait suite à la version "non EVO" à 30 € qui était dépourvue du refroidissement arrière et des LED mais pour laquelle Aqua Computer proposait également un waterblock en option. Une solution un peu extrême pour une problématique qui reste assez rare et que le kyroM.2 micro devrait déjà suffire à résoudre.

C'est finalement en cette fin mars qu'Intel lance officiellement ses Optane Memory, dont la disponibilité est attendue pour le 24 avril. Déclinés en versions 16 et 32 Go, ces SSD NVMe au format M.2 et interfacés en PCIe x2 sont destinés à faire office de cache du disque principal. Ce cache ne fonctionne que pour le disque de boot, qui doit être connecté à un chipset Intel Serie 200 voire HM175, QM175 ou CM328 dont le contrôleur est configuré en mode RAID.

Malgré une capacité réduite de 16 ou 32 Go utilisant 1 ou 2 puces 3D Xpoint 128 Gb 20nm, les performances absolues des Optanes n'ont pas trop à rougir, preuve de la supériorité de cette mémoire sur la NAND classique. On est en effet à 1200/280 Mo/s en lecture/écriture séquentielle pour 300K/70K IOPS en aléatoire, dans les deux cas avec 4 commandes simultanés. La latence typique est de 6µs en lecture et 16µs en écriture, alors que la consommation est annoncée à 0.9-1.2w au repos et 3.5w en activité. L'endurance est de 100 Go/jour durant la durée de garantie de 3 ans soit 3400 à 6800 cycles.

Il faut compter 44$ pour la version 16 Go et 77$ pour la version 32 Go. Afin de convaincre Intel met en avant des cas avec d'un côté 8 ou 16 Go de mémoire vive et un disque dur 3.5" 1 To, et de l'autre le même système avec cette fois 4 Go de mémoire vive et un Optane Memory 16 Go. Malgré la mémoire vive nettement inférieure, la seconde machine serait nettement plus rapide pour un démarrage et le lancement de Word/PowerPoint/Excel/Outlook, l'ouverture d'Adobe Photoshop Elements 15 et d'une image ou encore le lancement de World of Warcraft (13.23s contre 86.37s par exemple pour ce dernier cas).

Des cas idéaux avec un éventail de données à cacher rentrant pile poil sur l'Optane et on l'imagine des lancements préalables répétés, comme c'est toujours le cas avec ce genre de mise en avant. N'oublions pas que chez Intel le cache est un véritable serpent de mer, c'était déjà le cas avec la NAND classique avec Robson en 2005, Briadwood Memory Technology en 2009 et finalement Smart Response Technology en 2011.

Difficile toutefois de trouver ce positionnement pertinent en 2017 quand d'une part des solutions intermédiaires "natives" tels que les SSHD existent également mais surtout que les SSD de capacités raisonnables sont relativement abordables, ce qui couvre déjà un éventail de solution très large pour qui voudrait à juste titre se défaire de la lenteur d'un disque dur classique.

Intel vient finalement d'annoncer son premier SSD professionnel basé sur la mémoire 3D XPoint, l'Optane SSD DC P4800X. Pour le moment seule la version 375 Go au format carte fille est disponible au tarif de 1520$, mais Intel déclinera la gamme en versions 750 Go et 1.5 To ainsi qu'au format 2.5" U.2 dans les mois à venir.

 

 

Les spécifications n'ont pas bougées depuis la fuite de février, on atteint donc 550K/500K IOPS en lecture/écriture aléatoire 4K dès 16 commandes simultanées là ou un SSD DC P3700 400 Go en NAND affiche 450K/75K IOPS en poussant à 32 commandes. Selon Intel, Optane creuse l'avantage avec peu de commandes simultanées, ainsi avec une seule commande la lecture et l'écriture aléatoire sont 10 et 30 fois plus rapide.

 

 

L'autre gros avantage se situerait du côté de la qualité de service, ainsi la latence maximale nécessaire pour répondre à 99% des accès lors d'accès aléatoires 4K QD1 avec 30% d'écriture serait 60x inférieurs sur Optane, avec des valeurs de l'ordre de 45 et 2700µs. Côté endurance, il est question de 12,3 péta-octets contre 7,3 pour le P3700.

 

 

Le P4800X peut être associé à la technologie Intel Memory Drive, il faut alors débourser 431$ de plus. Elle permet de présenter à l'OS un volume de mémoire vive ne correspondant non plus à la DRAM mais au cumul de la DRAM et d'une partie de la 3D XPoint, jusqu'à 320 Go sur la version 375 Go. Memory Drive utilisera la DRAM comme cache par rapport aux données stockées sur l'Optane, essayant de les pré-charger si nécessaire. Il est possible de cumuler les Optane pour cet usage et de proposer jusqu'à 10x la DRAM en mémoire virtuelle bien qu'Intel recommande de se limiter entre 3x et 8x.

Un système qui se rapproche a priori du bon vieux swap natif aux OS mais qu'Intel annonce plus efficace. Une utilisation assez spécifique qui nécessite de passer par un hyperviseur Intel Memory Drive qu'on doit démarrer avant l'OS. Des Xeon E5-x6xx v2 / Xeon E7-x8xx v2 ou supérieurs sont requis pour cette technologie qui, si elle est efficace, donne plus de sens à l'arrivée de futures Optane 3D XPoint au format DIMM.

A noter que ce premier Optane est lancé dans le cadre d'une sorte de "pré-lancement", avant le reste de la gamme. Ce lancement limité est associé à une garantie qui l'est aussi, puisqu'elle n'est que 3 ans alors qu'à terme elle sera portée à 5 ans. Bizarre…

La MRAM, dont on vous parle depuis 2000 tout de même, vient de faire son apparition sur un premier SSD, la carte fille PCI Express nvNITRO de Everspin. La MRAM est une mémoire non volatile n'utilisant pas une charge électrique mais magnétique pour stocker les bits contrairement à la DRAM, et dont on nous promet qu'elle réuni en une seule technologie les avantages de la DRAM, de la SRAM et de la NAND.

Les spécifications complètes ne sont pas dévoilées mais il est question d'une latence de 6µs pour un accès 4K là ou on Intel est par exemple à 20µs dans le meilleur des cas en NAND et 10µs en 3D XPoint. Côté IOPS on est à 1,5 millions d'accès en 4K aléatoire QD32 en lecture comme en écriture, les meilleurs SSD professionnels tels que le HGST Ultrastar SN260 étant à 1,2 millions en lecture mais 200K en écriture. Avec seulement une commande les chiffres sont tout de même de 175K et 150K IOPS en lecture/écriture.

La carte fille PCIe x8 Gen3 utilise un contrôleur basé sur un FPGA Xilinx UltraScale associé à 16 Go de DDR3 adressant de la MRAM au format SO-DIMM, elle dispose en plus de deux ports QSFP pour l'interfacer en réseau 10 ou 40 Gb ainsi que de deux ports SATA dont on ne connait pas trop l'usage. Le tout, clairement pas destiné à n'importe qui, est tout de même vendu 2800$ en version … 1 Go ! En effet nvNITRO n'est pour le moment décliné qu'en versions 1 ou 2 Go de MRAM, du fait d'une capacité réduite de 32 Mo par puce. Everspin promet toutefois d'atteindre 4 à 16 Go cette année en utilisant sa ST-MRAM 128 Mo en cours de développement. Il faut un début à tout !