Intel Optane
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Intel Optane es una marca comercial de Intel que identifica a una familia de dispositivos de almacenamiento y memoria basados en la tecnología 3D XPoint. Fue diseñada como una solución híbrida para cubrir la brecha de rendimiento (storage gap) existente entre la memoria de acceso aleatorio[1] (DRAM) y el almacenamiento NAND Flash tradicional.[2]
| Intel Optane Memory | ||
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 Imagen acelerador de discos Optane Original | ||
| Industria | Industria de los semiconductores | |
| Fundación | Julio de 2015 | |
| Disolución | Julio de 2022 | |
La tecnología fue fruto de la alianza Intel-Micron Flash Technologies (IMFT),[3] fundada en 2006, aunque el desarrollo específico de 3D XPoint comenzó en 2012. Los primeros módulos comerciales de Optane se lanzaron al mercado en marzo de 2017, fabricados inicialmente en la planta de Lehi, Utah.[4]
A diferencia de las memorias Flash convencionales que utilizan transistores, la arquitectura de Optane emplea una estructura de rejilla tridimensional que permite el direccionamiento por byte. Esta característica otorga a las unidades una latencia ultra baja —entre 10 y 100 veces menor que un SSD convencional— y una naturaleza no volátil, permitiendo retener los datos sin suministro eléctrico.[4]
A pesar de su ventaja técnica en tiempos de respuesta, Intel anunció el fin del ciclo de vida (EOL) de la línea para consumo masivo en 2022.[5] La descontinuación se atribuyó a la rápida caída de precios y el aumento de rendimiento de los SSD NVMe estándar, lo que restó competitividad a la relación coste-beneficio de Optane.[6] El cierre de la división supuso para Intel una pérdida neta reportada de 559 millones de dólares.[7]
Optane serie M
El Optane Original y el M10 eran módulos de aceleración de discos duros lanzados en 2017
(PCIe 3.0 x2) su velocidad de lectura era de 1,450 MB/s y de escritura de 640 MB
Optane Original: Eran unos pequeños módulos de 16GB y 32GB que servían para acelerador de discos duros
Optane M10 (Stony Beach): Esta serie salió poco después como una evolución del diseño original,pero implementó un nuevo tamaño de 64 GB.[8]
Optane M15 (Carson Beach): Fue la evolución directa de la M10, Pensada para mediados de 2019 que mantenía el mismo objetivo de acelerar discos duros mecánicos (PCIe 3.0 x4) y su velocidad de lectura fue de 2,000 MB/s y escritura 900 MB/s.[9][10][11]
Los modelos (Carson Beach) no salieron al mercado real ya que se quedaron en versiones ES por un cambio de estrategia comercial. Intel canceló la línea para el público general. Decidió enfocarse solo en servidores y centros de datos[12]
Estos dos modelos solo funcionaba con procesadores Intel de 7.ª generación o superiores y placas base específicas La compatibilidad oficial comenzó con la serie 200 de Intel y se extendió hasta la serie 500.
Debía estar configurada en modo UEFI (no Legacy/CSM) y tener el modo Intel RST (Rapid Storage Technology) activado en la sección de almacenamiento El disco duro que quieras acelerar debe estar formateado en tabla de particiones GPT, no MBR[13][14]
En el modelo M15 hubo un prototipo que no llegó al mercado ni a las páginas oficiales de intel de 128GB[9][15]
Optane Serie H
La serie H no era un módulo de caché separado, sino un "híbrido dos en uno" en una sola tarjeta M.2[16]
La tarjeta dividía sus 4 líneas PCIe. Usaba 2 líneas para el Optane y 2 líneas para el SSD normal. El software de Intel se encargaba de mover los archivos que más usabas al lado de Optane automáticamente
Intel Optane H10 (Teton Glacier): El modelo original. Combinaba Optane con memoria NAND de 64 capas. Fue muy común en portátiles de gama media-alta (HP, Dell, ASUS) entre 2019 y 2020.
Intel Optane H20 (Pyramid Rock): Lanzado en 2021 para la 11.ª Generación. Era más eficiente, usaba memoria NAND de 144 capas y mejoraba las velocidades de transferencia, pero llegó justo cuando Intel ya estaba decidiendo cerrar la división.
Estos Optane solo funcionaban en un procesador Intel Core de 8.ª generación o superior base cuya ranura M.2 soportara "Bifurcación PCIe" (dividir x4 en x2/x2) y tener los drivers específicos de Intel RST[17]
Optane Serie P
La serie P eran módulos completos de Memoria su gran característica eran su latencia y resistencia
Intel Optane 800P (Manson Beach): Fue la primera unidad de la serie optimizada como unidad de arranque de sistema (boot drive) gracias a su equilibrio entre latencia y capacidad.
Lectura secuencial de hasta 1,450 MB/s y escritura de 640 MB/s.
vino en dos modelos: 58GB y 118GB[18][19]
Intel Optane 815P (Carson Beach):Fue diseñado para corregir las limitaciones del 800P. Mientras que el modelo anterior estaba limitado a 2 líneas PCIe (x2), el 815P dio el salto a PCIe 3.0 x4[9]
Fue un prototipo no salió al mercado. Ya que Optane se enfocó más en la serie DC. Comparte nombre Técnico con el M15 ya que los dos están basados en PCIe 3.0 x4.[9][20]
Intel Optane 900P (Brighton Beach): Fue un disco de tecnología PCIe 3.0 x4 con Capacidades: 280 GB y 480 GB su velocidad Lectura 2,500 y Escritura 2,000 MB/s fue lanzado a finales de 2017.[21]
Se lanzó con una promoción exclusiva que incluía una nave especial ("Sabre Raven") para el juego Star Citizen.[22]
Optane lanzó en dos variantes:
Tarjeta AIC (Add-In Card): Una tarjeta que se pinchaba directamente en un slot PCIe x4 de la placa base, con un disipador masivo que cubría toda la unidad.[23]
Formato U.2: Un disco de 2.5 pulgadas pero mucho más grueso, que requería un cable especial hacia la placa base para mantener la integridad de la señal y la energía.[21]
Intel Optane 905P (Brighton Beach): El 905P subió la cantidad ofreciendo versiones de 960 GB y 1,5 TB. Se ajustó el firmware para alcanzar hasta 2600 MB/s de lectura y 2200 MB/s de escritura fue el primer (y único) Optane con iluminación LED
Sacaron varios Formatos entre ellos :
Formato U.2/ Tarjeta AIC (Add-In Card)[24]
M.2 (22110): Sacaron una versión muy específica en formato M.2, pero era más larga de lo normal (110mm en lugar de los 80mm estándar)[25]
Optane Serie DC
Eran unidades diseñadas para sustituir a los SSD tradicionales en tareas donde el retraso de milisegundos significa pérdida de dinero.[26]
Su propósito técnico era eliminar el "Storage Gap" (el hueco de rendimiento) en los grandes centros de datos.[27]
Intel Optane P1600X (Bowman Beach): Lanzado en 2021, fue diseñado originalmente como un "Boot Drive" (unidad de arranque).
Interfaz: PCIe 3.0 x4 (aprovecha todo el ancho de banda del bus).
Capacidades: Solo existió en 58 GB y 118 GB.
Velocidades: 1,760 MB/s de lectura y 1,050 MB/s de escritura.
Latencia: Entre 7 y 10 µs.
Intel Optane P4800X (Cold Stream): Fue diseñado para transformar la arquitectura de los servidores de centros de datos, eliminando los cuellos de botella del almacenamiento tradicional.
Interfaz: PCIe 3.0 x4.
Latencia de 10 µs de promedio.
Rendimiento Aleatorio: Hasta 550,000 IOPS tanto en lectura como en escritura.[29][30]
Formatos: Se lanzó principalmente como tarjeta AIC (Half-Height Half-Length) y en formato U.2 de 2.5.[31]
Intel Optane D4800X (Cold Stream): Fue una variante del P4800X lanzada en el segundo trimestre de 2019. Su característica técnica más importante, y lo que lo diferencia de casi todos los demás Optane, es que es una unidad de doble puerto (Dual Port).[32]
El doble puerto era fundamental porque permitía que dos servidores accedieran al mismo disco al mismo tiempo para evitar caídas del sistema.
Intel Optane P4801X (Cold Stream): Fue una variante compacta y de menor capacidad que el P4800X, lanzada oficialmente en el tercer trimestre de 2018.
Su misión era llevar el rendimiento del P4800X a servidores donde el espacio era crítico, introduciendo el formato M.2 en la línea profesional de Optane.
El formato era M.2 22110 (110 mm de largo).
Interfaz: PCIe 3.0 x4.
Capacidades: Salió en versiones de 100 GB, 200 GB y 375 GB.
Velocidades: Hasta 2,200 MB/s de lectura y 1,000 MB/s de escritura secuencial.[33][34]
Intel Optane P5800X (Alder Stream): Lanzado a finales de 2020. Diseñado para la infraestructura de centros de datos de alto rendimiento, orientado a eliminar cuellos de botella en el procesamiento de datos a gran escala.
Interfaz: PCIe 4.0 x4.
Latencia: Menos de 6 µs de promedio.
Rendimiento Aleatorio: Hasta 1,500,000 IOPS tanto en lectura como en escritura aleatoria 4K.
Formatos: Se comercializó en formato U.2 de 2.5 pulgadas (15 mm de grosor).[35]
Intel Optane P5801X (Alder Stream): Propósito: Diseñado para sustituir el formato M.2 en servidores de centros de datos, optimizando la refrigeración y permitiendo el intercambio en caliente (hot-swap) en entornos de alto rendimiento.
Interfaz: PCIe 4.0 x4.
Latencia: 5 µs de promedio tanto en lectura como en escritura.
Rendimiento Aleatorio: Hasta 1,480,000 IOPS en lectura y 1,300,000 IOPS en escritura aleatoria 4K.
Formatos: Se lanzó exclusivamente en formato EDSFF E1.S (15 mm), un estándar más robusto que el M.2 tradicional.
Intel Optane P5810X (Alder Stream): Propósito: Diseñado específicamente como una unidad de escritura intensiva para almacenamiento de caché y registro de transacciones (logging) en centros de datos modernos.
Interfaz: PCIe 4.0 x4.
Latencia: Menos de 6 µs de promedio.
Rendimiento Aleatorio: Hasta 1,500,000 IOPS en lectura y 1,380,000 IOPS en escritura aleatoria 4K.
Formatos: Se lanzó en formato U.2 de 2.5 pulgadas (15 mm).[36]
Intel Optane P5811X (Alder Stream): Propósito: Diseñado para entornos de centros de datos que requieren almacenamiento de alta densidad y rendimiento, optimizando la gestión térmica en servidores compactos.
Interfaz: PCIe 4.0 x4, compatible con el protocolo NVMe 1.4.
Se quedaron en versiones ENGINEERING SAMPLE
Rendimiento Aleatorio: Hasta 1,500,000 IOPS en lectura y 1,380,000 IOPS en escritura aleatoria 4K.[37]
Formatos: Se comercializó exclusivamente en formato EDSFF E1.S (conocido como formato "ruler"),[38] diseñado para maximizar el flujo de aire en servidores densos.
Intel Optane P5820x (Alder Stream): Propósito: Diseñado para ofrecer la máxima resistencia en cargas de trabajo de escritura extrema, donde la durabilidad es la prioridad absoluta sobre la capacidad masiva.
Interfaz: PCIe 4.0 x4.
Latencia: Menos de 6 µs de promedio.
Rendimiento Aleatorio: Hasta 1,500,000 IOPS en lectura y 1,350,000 IOPS en escritura aleatoria 4K.
Formatos: Se lanzó principalmente en formato U.2 de 2.5 pulgadas (15 mm).[39][40]
Optane Serie Persistent Memory
Definición y Propósito
La tecnología Intel Optane Persistent Memory (PMem) actúa como una capa de memoria intermedia situada entre la DRAM y el almacenamiento SSD. Su propósito es permitir configuraciones de memoria masivas, persistentes y de alta velocidad en servidores, optimizando la jerarquía de almacenamiento de datos.[27]
Especificaciones de Interfaz y Formato
- Interfaz: Se conecta directamente en ranuras DIMM compatibles con el bus de memoria del procesador (DDR4 o DDR5, según la generación).
- Acceso a datos: Rendimiento optimizado para el acceso por byte en lugar de por bloques, eliminando los cuellos de botella inherentes a los buses de almacenamiento tradicionales.[27]
- Densidad: Módulos físicos de 128 GB, 256 GB y 512 GB.
Latencia y Rendimiento
- Latencia: Nivel intermedio; superior a la DRAM convencional, pero significativamente inferior a cualquier unidad SSD NVMe, operando en rangos de nanosegundos.
- Seguridad: Incluye cifrado por hardware AES-256 para la integridad de los datos en reposo.[27]
Modos Operativos
- Memory Mode: Presenta la PMem como memoria volátil masiva, utilizando la DRAM como caché. Los datos se pierden al cesar el suministro eléctrico.
- App Direct Mode: Permite la persistencia de datos tras el apagado o reinicio del sistema, funcionando como un recurso de almacenamiento de ultra alta velocidad direccionable por el software.[27]
Cronología de Generaciones y Compatibilidad
- Serie 100 (Apache Pass): Compatible con la segunda generaciónGen de procesadores Intel Xeon Scalable (Interfaz DDR4).[41]
- Serie 200 (Barlow Pass): Compatible con la tercera generación de procesadores Intel Xeon Scalable (Interfaz DDR4).[42]
- Serie 300 (Crow Pass): Compatible con la cuarta generación de procesadores Intel Xeon Scalable (Interfaz DDR5).[43]
Restricciones Técnicas
- Exclusividad: Funcionamiento limitado a procesadores Intel Xeon Scalable compatibles; no disponible para plataformas de consumo o arquitecturas externas.[42]
- Configuración: Requiere una población simétrica en los canales de memoria para asegurar la estabilidad y el ancho de banda del sistema.
La Serie 300 (Crow Pass) No salió al mercado. La cancelación de la serie Crow Pass (Serie 300) fue la consecuencia directa de un cambio estratégico radical en Intel en julio de 2022. Aunque estaba diseñada para ser la primera generación de memoria persistente compatible con DDR5 y los procesadores Xeon "Sapphire Rapids", nunca llegó al mercado masivo ya que:[44]
1. El Cierre de la División Optane
Intel anunció oficialmente el cese de su negocio de memorias Optane en su informe de resultados del segundo trimestre de 2022. Esto implicó una pérdida de 559 millones de dólares en inventario y el fin de todo desarrollo de hardware basado en la tecnología 3D XPoint.[45]
2. La Aparición del Estándar CXL (Compute Express Link)[46]
Esta es la razón técnica más importante. CXL es un nuevo estándar de interconexión abierto que permite conectar memoria y aceleradores a través del bus PCIe 5.0 con latencias casi idénticas a la RAM.[47]
- CXL es abierto: Permite que cualquier fabricante (Samsung, SK Hynix, Micron) cree módulos de expansión de memoria que funcionen tanto en Intel como en AMD. Intel decidió que era mejor apoyar un estándar de la industria que mantener una tecnología propia y costosa.[47]
3. Problemas con la Fabricación (Micron)
Intel no fabricaba sus propios chips 3D XPoint; dependía de la planta de Micron en Lehi, Utah. Cuando Micron abandonó la tecnología y vendió la fábrica a Texas Instruments en 2021, Intel se quedó sin un socio de fabricación a gran escala, lo que hizo que producir Crow Pass fuera económicamente inviable.[46]
4. Complejidad del Software
Para aprovechar Crow Pass (App Direct Mode), los desarrolladores de software tenían que modificar sus aplicaciones específicamente para Optane. Con la llegada de CXL, el software puede tratar la memoria externa de forma mucho más sencilla y universal, lo que quitó el incentivo para seguir optimizando para Crow Pass.[47][46]
