Intel Optane 3D XPoint メモリのレビュー

Rapid Storage Technology のグラフィカル インターフェイスで、Optane メモリをハード ディスク ドライブとペアリングすることができます。

公式のOptaneメモリ構成では、インストール時にユーザーにオプションが提示されません。これは、Intelが2011年に市場に投入したSmart Response Technology（SRT）機能とは異なるものです。SRTについては、このページの後半で詳しく説明します。

Intelは、技術に詳しくないユーザーでもOptane Memoryを有効化できるスタンドアロンアプリケーションも開発しました。このソフトウェアには厳しい制限があり、上級ユーザーにはあまり魅力的ではありません。Rapid Storage Technologyドライバーのグラフィカル部分はシステムにインストールできません。ソフトウェアをインストールしていない状態でも、SSDとHDDの両方でOptane Memoryアレイを構築しようとした際に問題が発生しました。Intelが提供した構成済みのシステムではソフトウェアは動作しましたが、Intel製以外のハードウェアで追加テストを行ったところ、動作しませんでした。現時点では、Optane Memory Desktop Installerソフトウェアは早期リリースと呼び、上級ユーザーにはRapid Storage Technologyインターフェースの使用をお勧めします。

スマートレスポンステクノロジーとOptaneメモリテクノロジー

Intel は数百万台のコンピュータに Smart Response Technology (SRT) を組み込みましたが、ほとんどのユーザーはその存在や可能性に気づいていません。Intel は 2011 年に Intel SSD 311 (Larson Creek) 20GB で SRT を導入し、2012 年後半に Intel SSD 313 (Hawley Creek) で改良しました。Intel はこれらの 20GB および 24GB SSD を Ultrabook 用に設計しました。このテクノロジがほとんど注目されなかったのにはいくつかの理由があります。311 と 313 の SSD はどちらもシングルレベルセル (SLC) フラッシュテクノロジを使用していましたが、2017 年現在では SLC NAND はほとんど存在していません。Smart Response Technology の初期バージョンでは、TRIM コマンドをキャッシュデバイスに渡していましたが、サードパーティの SSD メーカーが低コストの MLC デバイスをリリースしたため、Intel はその機能を削除しました。

Smart Response Technologyの普及が低迷したのは、市場環境の悪化が原因でした。IntelがSRTを初めて発表した当時、SandForce SF2281ベースのSSDは市場を席巻する勢いを見せていました。SandForceがコントローラを廃止するまでに、SF2281搭載製品は1億台以上出荷されました。Marvell、Phison、その他のコントローラ設計企業もこの時期に好調でした。SSD市場は活況を呈し、価格がゲーマーやペルグラント受給者の大学生にもようやく手頃になったことで、フラッシュ技術への巨額の投資が促されました。

当時、キャッシュSSDはフルサイズSSDに比べて小さく、速度も遅かった。その後数年間、コンシューマー向けSSDは性能が向上し、価格も低下した。しかし、それもつい最近までの話だ。低速のTLC技術への移行によりSSDの性能は低下し、高度な3D技術への移行の遅れにより、市場は供給不足に陥り、需要に追いつかなくなってしまった。その結果、2年前に販売された製品よりも大幅に高価な、低性能のSSDが誕生した。

今は Smart Response テクノロジーを世界に再紹介する絶好の機会であり、Intel は今回 Smart Response テクノロジーをより効果的に機能させる、フラッシュよりも高速な新しいテクノロジーを用意しています。

業界が低価格のSSDに注力する中、IntelはSRTをさらに改良するために最適化を進めていました。キャッシュ技術は概念としてはシンプルですが、応用は複雑です。動的キャッシュアルゴリズムはデータ使用量を監視し、頻繁にアクセスされる「ホット」なデータアドレスを特定します。これには、頻繁にプレイするゲームデータも含まれる場合があります。アルゴリズムはゲームデータを「ホット」としてフラグ付けし、低速なストレージから高速なキャッシュデバイスへと移動させます。これにより、お気に入りのゲームの読み込み速度が向上します。

これらのアルゴリズムは、使用パターンの変化（例えば、別のゲームをより頻繁にプレイするようになった場合など）にも反応し、キャッシュからデータを「よりホットな」データへと追い出します。この昇格/追い出しプロセスにより、限られたキャッシュ容量を最大限に活用し、最も関連性の高いデータのみがキャッシュに保持されます。キャッシュアルゴリズムは、シーケンシャルデータなど、HDDが適切に処理できるデータを無視する傾向があります。代わりに、ランダムアクセスされるデータアドレスを優先します。

「Optane メモリテクノロジー」は SRT を改良したものです。Intel は Optane の使用を、新しいデスクトップ 200 シリーズおよびノー​​トブック 100 シリーズ チップセットに限定しています。これらのプラットフォーム基準を満たす場合、Optane メモリテクノロジーはキャッシュデバイスにデータをプリロードします。これにより、システムはよく使用するアプリケーションや Windows ブートファイルに対して、より低いレイテンシで瞬時に応答できるようになります。このソフトウェアは、以前のバージョンの Intel キャッシュテクノロジーにはなかった、より高度な認識機能を備えているようです。

最近のテストで、Optane Memoryソフトウェアはハードディスクドライブ（HDD）と組み合わせることで最も効果的に機能することがわかりました。Optane Memoryテクノロジーは単なるキャッシュSSDではありません。ほとんどのキャッシュ実装はブロックレベルで動作しますが、IntelのOptane Memoryテクノロジーはファイルシステムも認識しているようです。このソフトウェアは、頻繁にアクセスされるオペレーティングシステムファイルのホワイトリストを備えており、インストール時にOptane Memoryにプリロードされるため、Windowsを起動するとすぐにパフォーマンスの向上を実感できます。SeagateのSSHDも同様の手法を採用しており、ホワイトリストに登録されたファイルをキャッシュ層に固定しています。

スマートレスポンステクノロジーは生き続ける

また、スマートレスポンステクノロジーを搭載したOptane Memory SSDを使用することで、TLCベースのIntel 600pなどのNVMe SSDを高速化できる標準キャッシュデバイスとして動作させることができます。テストでは、Intel 600p NVMe SSDのキャッシュデバイスとしてOptane Memory SSDを使用しました。この構成はIntelによってサポートされておらず、物理的なOptane Memory NVMe SSDをキャッシュコンポーネントとして使用していますが、Optane Memoryとは見なされません。この実装では、ホットデータを検出し、それに応じて昇格/排除する標準的なキャッシュアルゴリズムを使用しますが、ホワイトリストに登録されたファイルは読み込みません。ただし、この手法により、オペレーティングシステム、マザーボードのチップセット、プロセッサ、およびベースストレージデバイスの制限が解除されます。

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クリス・ラムザイヤーは、Tom's Hardwareのシニア寄稿編集者でした。彼はコンシューマー向けストレージのテストとレビューを担当していました。