معرفی حافظه INTEL Optane

حافظه INTEL Optane از زمانی که شرکت اینتل حافظه Optane INTEL خود را معرفی کرد ، این نوع حافظه محبوبیت بسیاری پیدا کرد ، و بسیاری از شرکت های تولید کننده لپ تاپ سعی دارند لپ تاپ هایی تولید نمایند که شامل حافظه Optane اینتل باشد. امروزه در بازار شاهد لپ تاپ هایی هستیم که مشخصات سخت افزاری آنها ، حافظه Ram 4GB , 8GB , 16GB + Intel Optane 16GB,32GB,64GB میباشد. کاربران دسکتاپ نیز همپنان علاقمند هستند که به کمک حافظه های Optane اینتل سرعت و کارایی سیستم خود را افزایش دهند. حافظه Optane اینتل چیست؟ حافظه Optane INTEL تحولی در حافظه های غیر فرار است. این نوع حافظه بر اساس تکنولوژی 3D Xpoint و تکنولوژی ذخیره سازی سریع (Intel RST : Intel Rapid Storage Technology) شرکت اینتل تولید شده است. تکنولوژی 3D Xpoint که محصول مشترک شرکت های Intel و Micron است ، باعث کاهش تاخیر (Latency) و بهبود عملکرد در حافظه های DRAM و NAND میشود. حافظه های با تکنولوژی 3D Xpoint در سطح سلولی حدود 1000 برابر سریع تر و دارای ماندگاری 1000 برابر بیشتر از حافظه های فلش با تکنولوژی NAND هستند. ولی در واقعیت عملکرد آنها بخاطر محدودیت در درگاه های حافظه ، کاهش پیدا میکند. این تکنولوژی، حافظه Optane Intel را به یکی از سریع ترین جافظه های جهان تبدیل کرده است. اینتل میگوید ، Optane نسبت به SSD های مبتنی بر بستر NAND ، دارای IOPS (Input/output operations per second) 4.42 برابر سریع تر و 6.44 برابر تاخیر زمانی کمتر هستند. درواقع این مطلب عنوان میکند که Optane میتواند تا 10 برابر سریع تر از SSD های مبتنی بر درگاه SATA باشد. همچنین اینتل عنوان میکند که حافظه Optane INTEL ، توان Cache را افزایش میدهد. درواقع خود ماژول Optane یک SSD یک طرفه PCIe Gen3x2 2280 است. این ماژول درحال حاظر در سه ظرفیت 16GB ، 32GB و 64GB ارائه شده است. در حال حاظر قیمت 16GB حدود 60.93 دلار ، قیمت 32GB آن حدود 66.25 دلار و قیمت 64GB حدود 152.5 دلار است. حافظه Optane سازگار با پردازنده های نسل هفتم اینتل (Kaby Lake) یا جدیدتر و تکنولوژی Rapid Storage اینتل طراحی شده است. به همین دلیل این حافظه ، فقط با مادربورد لپ تاپ ها و دسکتاپ های مبتنی بر پردازنده های نسل هفتم اینتل یا جدید تر که حداقل یک شکاف توسعه M.2 داشته باشند ، سازگار است. حافظه Intel Optane شامل : - حافظه با تکنولوژی 3d Xpoint - کنترلر اینتل حافظه و دخیره سازها - اتصالات داخلی اینتل با ویژگی های IP (Intellectual property) - نرم افزار اینتل میباشد. کاربران 3 دلیل عمده را برای خرید حافظه Optane عنوان میکنند : - کارایی بالا - امنیت اطلاعات - افزایش ظرفیت حافظه بزرگترین مزیت استفاده از Optane سرعت بسیار بالاتر بوت سیستم ، به وسیله HDD است. چون فایل ها در cache حافظه Optane INTEL ذخیره شده اند و غیرفرار هستند. این باعث میشود دسترسی به اطلاعات مورد نیاز در هنگام بوت ، بسیار سریع تر از زمان معمول انجام گیرد. همچنین کارایی سیستم در تمام موارد دیگر نیز بهبود میابد. نرم افزارها سریع تر اجرا میشوند ، زمان بارگذاری فایل ها بسیار کاهش میابد و هنگ و یا توقف سیستم کم میشود. اینتل استفاده کاربران از ترکیب حافظه های Optane در کنار درایوهای مکانیکی ظرفیت بالا (HDD) را به عنوان یک راه حل هوشمندانه و بسیار کم هزینه تر برای تقویت پاسخگویی و کارایی سیستم در کنار دخیره سازهای ظرفیت بالا پیشنهاد میدهد. در کل میتوان عنوان کرد ماژول های Optane اینتل باعث افزایش سرعت HDD ها میشوند. ترکیب حافظه های Optane با HDD های مکانیکی ظرفیت بالا ، دو ویژگی عالی را در اختیار شما میگذارد : ظرفیت فوق العاده بالا با کمترین هزینه به ازای هر ترابایت و کارائی (performace) کم نظیر. یا به گونه ای میتوان گفت حافظه Optain Intel یک سیستم شتاب دهنده هوشمند (Intelligent System Acceleration) و قابل انطباق است که با عملیات های محاسباتی سیستم منطبق میشود ، سرعت همه عملیات ها را افزایش میدهد و در عین حال کارا تر و راحت تر است. همچنین نرم افزار هوشمند اینتل بطور خودکار ، برای افزایش شتاب در اجرای وظایف سیستم و نیاز های کاربر ، به عملیات های محاسباتی کمک میکند. با این شرایط میتوان سرعت سیستم را تا دو برابر افزایش داد و در عین حال با افزایش سرعت عملیات دخیره سازی تا 14 برابر ، عملکرد کلی سیستم را تا 28% بهبود بخشید. به عنوان مثال نرم افزار Microsoft outlook تا 6 برابر ، مرورگر chrome تا 5 برابر ، اجرای بازی ها تا 18% و بارگذاری مراحل تا 58% افزایش سرعت دارند. حال اگر شما همچنان سرعت بیشتری نیاز داشته باشید ، میتوانید حافظه Optane را با یک حافظه ظرفیت بالا SATA SSD ترکیب کنید تا بدین صورت محدودیت های درگاه SATA را نیز دور بزنید. و لی در این صورت هزینه شما نیز افزایش میابد. لازم به ذکر مجدد است این حافظه نه جایگزینی برای RAM است و نه برای ذخیره سازها(ُStorage) . حال سوال پیش می آید که چرا بجای استفاده از حافظه INTEL Optane مقدار RAM را افزایش نمیدهیم. . افزایش RAM هم یک راهکار مناسب است. تنها دلیل استفاده از Intel Optane زمانی است که به دنبال راهکاری ارزان قیمت برای بهبود کارائی HDD های خود با ظرفیت بالا هستید. توجه داشته باشید که Optane اینتل جایگزین RAM نمیشود . هنگامی که شما HDD را با SSD جایگزین کنید و RAM خود را افزایش دهید ، افزایش عملکرد بسیار زیادی خواهید داشت. ولی این راهکار بسیار گرانتری است. وقتی که امکان تهیه سیستمی با ذخیره ساز SSD ظرفیت بالا را نداشته باشید ، استفاده از Optane اینتل ارزش دارد. بسیاری از لپ تاپ های ارزان قیمت با RAM های 4GB / 8GB به همراه حافظه intel Optane 16GB و ذخیره ساز HDD ارائه میشوند که سرعت و کارایی بالایی دارند. خافظه های فرار و غیر-فرار حافظه غیرفرار اصطلاحی کامپیوتری برای "حافظه های طولانی مدت" است که اطلاعات را بعد از خاموش شدن سیستم و قطع برق ، همچنان نگه میدارند. از نمونه های حافظه های غیر فرار میتوان از دیسک های سخت مکانیکی (HDD) و SSD ها نام برد. برنامه های شخصی ، عکس ها ، ویدئو ها ، موزیک ها و ... اطلاعات حافظه های غیرفرار را تشکیل میدهند. حافظه فرار نیز اصطلاحی برای "خافظه های کوتاه مدت " است . اطلاعات این حافظه ها با قطع برق ، خاموش و یا ریست شدن سیستم از بین میرود. Ram به عنوان نمونه ای از حافظه فرار است. Ram به عنوان حافظه کوتاه مدت کامپیوتر ، داده های فعال و محاسبات انجام شده توسط پردازنده را ، بطور موقتی نگهداری میکند. با یک بار خاموش کردن سیستم تمام اطلاعات حافظه Ram پاک میشود ، تا دفعه بعد که سیستم روشن شود. حافظه Intel Optain و Ram چگونه کار میکند؟ بسیاری از افراد خافظه Optane را به اشتباه نوع حدید از RAM میدانند، که اشتباه است . Optane اینتل از تکنولوژی متفاوتی نسبت به تکنولوژی استفاده شده در تولید RAM استفاده کرده است. همچنین Optane اینتل حافظه غیر فرار است درصورتیکه RAM نوعی حافظه فرار است. تفاوت دیگر آن در شکل ظاهری است، Optane اینتل دارای شکل ظاهری SSD M.2 است. درحالی که RAM مانند قطعه ای صاف است که پین های آن در امتداد هم و بر روی لبه آن قرار گرفته اند. تنها شباهت بین آنها این است که درگاه اتصال آنها بر روی مادربورد قرار گرفته است. چیزی که شما باید بدانید این است که Intel Optane از حافظه غیرفرار 3D xpoint در کنار RST شرکت اینتل ، باعث افزایش فوق العاده سرعت و بهبود عملکرد سیستم شما میشود. Optane اینتل به عنوان رابطی سریع برای انتقال داده ها از HDD به RAM عمل میکند. در واقع مانند یک حافظه cache (حافظه پنهان) عمل میکند. حافظه پنهان (cache) درواقع فضایی در پروسسور است که برای دسترسی سریع پروسسور به داده های پرکاربرد ، داده ها در آن نگهداری میشوند، و در واقع حافظه Intel Optane ویژگی cache را در پردازنده ها دارد. یک ماژول حافظه 16GB از INTEL Optane به شما 16GB حافظه cache میدهد و همچنین ماژول 32GB حافظه Optane INTEL نیز به همین شکل عمل میکند. در واقع لپ تاپ شما میتواند به اندازه حافظه INTEL Optane داده را در حافظه cache دخیره کند. با دخیره شدن اطلاعاتی که بطور مکرر توسط پردازنده مورد استفاده قرار میگیرند ، در حافظه cache سرعت بارگزاری آنها سریع تر میشود که سرعت آن خیلی سریع تر از سرعت های پایین HDD و حتی SSD است. از سوی دیگر RAM برای ذخیره اطلاعات از روش دیگری استفاده میکند ، با روشن شدن سیستم داده ها در زمان بسیار کوتاهی در خازن های کوچکی ، بصورت انرژی الکتریکی ذخیره میشود.RAM قادر است انرژی الکتریکی را باسرعت بسیار زیادی ذخیره و یا تخلیه کند. تخلیه انرژی الکتریکی در RAM زمانی اتفاق میفتد که شما نرم افزار هایی که در حال استفاده از آنها هستید را ببندید. به همین دلیل است که وقتی نرم افزار ی را میبندید ، RAM آزاد میشود. بخاطر اینکه انرژی الکتریکی که اطلاعات را حمل میکنند ، تخلیه میشوند. تخلیه الکتریکی کامل زمانی رخ میدهد که شما سیستم را خاموش نمایید. تمام اطلاعات و داده ها پاک میشوند. به همین خاطر به RAM حافظه فرار میگویند. همانطور که گفته شد ، Optane اینتل اطلاعات و داده ها را به شکل غیرفرار دخیره کرده و با خاموش شدن سیستم آنها را ازدست نمیدهد. همانگونه که مشاهده میکنید ، Ram و Intel Optane اهداف متفاوت که مکمل یکدیگر هستند را اجرا میکنند. بهترین سناریویی که میتوانیم عنوان کنیم ، نام گذاری Ram به عنوان زمین بازی و Intel Optane به عنوان انباری از پرکاربردترین اسباب بازی هاست. اسباب بازی ها از انبار (Intel Optane به عنوان حافظه غیرفرار) خارج میشوند و بازی در زمین بازی( Ram به عنوان حافظه فرار) ادامه پیدا میکند . وقتی بازی تمام میشود اسباب بازی ها به زمین بر میگردند و یا از بین میروند. به هر حال دفعه بعد که به زمین بازی میروید ، اسباب بازی ها را در انجا نمیبینید. آیا INTEL Optane میتواند جایگزین RAM شود؟ همانطور که قبلا هم اشاره شده حافظه Intel Optane نمیتواند جایگزین RAM شود. Optane اینتل به عنوان مکمل برای RAM عمل میکند. بطور معمول وقتی در سیستم شما مقدار RAM پر میشود ، از بقیه ذخیره ساز ها به عنوان RAM مجازی استفاده میشود. این کار با ایجاد یک فایل SWAP بر روی ذخیره کننده انجام میشود. قبل از دسترسی پردازنده به فایل ها ، فایل SWAP اطلاعات موردنیاز را به RAM انتقال میدهد. کل این فرآیند باعث کندی سیستم میشود و ختی میتواند عملیات پردازنده را متوقف کند ، مخصوصا وقتی که دخیره کننده HDD باشد. حافظه Optane اینتل میتواند با دخیره کردن داده هایی که مدام در حال استفاده هستند ، در cache خود ، اثرات زمان بر فرآیند بالا را کاهش دهد و آن را بهبود بخشد و فایل SWAP بجای ذخیره در HDD در حافظه Optane اینتل دخیره شود. بنابراین هنگام دسترسی به فایل ها بخاطر سرعت بالاتر ، زمان کمی از دست میرود. از این رو عملکرد هارد درایو ها نیز بهبود میابد. مقایسه سرعت انتقال اطلاعات بین حافظه Intel Optane و Ram تفاوت بین حافظه های فرار و غیر فرار فقط در حد ظاهر نیستو بلکه بسیار عمیق تر از اینهاست. چیزی که باید بدانید این است که حافظه های فرار سریع تر از حافظه های غیرفرار هستند. بنابراین حافظه Intel Optane از RAM سریع تر نیست. حافظه RAM هیمشه سریع تر از انواع حافظه هاست. چون RAM محلی برای دخیره موقتی داده ها است. به همین خاطر RAM باید با سرعت بالا و سریع تر از انواع دخیره ساز هایی مانند HDD، SSD و حتی Intel Optane کار میکنند. اگر اینطور نبود ، که دیگر احتیاجی به RAM نبود. به عنوان مثال : اگر یک DDR4 2133 RAM را با حافظه Intel Optane مقایسه کنید ، نتیجه حقیقت را به شما خواهند گفت. یک DDR4 2133 RAM با سرعت انتقال داده 17 GB/s در برابر Intel Optane با سرعت انتقال داده 1.4 GB/s قرار دارد،که سرعت حافظه INTEL Optain حتی به نیمی از سرعت RAM هم نخواهد رسید. سرعت انتقال DDR4 3200 هم 25.6 GB/s خواهد بود که سرعت Optain در مقابل آن بسیار ناچیز خواهد بود. اجازه بدهید RAM و Intel Optane را با هم مقایسه نکنیم. زیرا هر کدام از آنها مقوله کاملا متفاوت از هم هستند ولی شاید بهتر باشد که این مقایسه بین SSD و Optane اینتل انجام شود. در واقع کاربرد Intel Optane به عنوان حافظه پنهان میتواند HDD ها را بسیار کارارتر (شاداب تر) و SSD را بسیار سریع تر کند. با توجه به برتری 3D Xpoint در مقایل 3D V-NAND ، حتی Intel Optane میتواند سرعت بسیار بهتری نسبت به SSD داشته باشد.