IntelOptanememory测试报告HDD加速神兵系统碟新选择

　　Intel 世界上最大的半导体公司，不仅稳座处理器龙同地位，并在如日中天的 NAND Flash 领域中更是大玩家，握有 3D XPoint 记忆体颗粒、SSD 控制、Intel 互连 IP 与软体整合，让 Optane 记忆体成为资料中心的唯一选择，而面对消费性市场，Intel 推出首款「Optane 记忆体」，将传统硬碟与 Optane 记忆体快取结合，让玩家获得 TB 等级的大容量与高速 SSD 之效能。HDD + Optane 这样的新选择是否值得，效能又如何，这次就让我们实际上机测试一探究竟。
　　规格
　　型号：Intel Optane Memory
　　容量：32GB
　　介面：PCIe 3.0 x2 NVMe
　　尺寸：M.2 2280-S3-B-M
　　循序读取 1350 MB/s、写入 290 MB/s
　　随机读取 240000 IOPS、写入 65000 IOPS
　　延迟：读取 9 µs、写入 30 µs
　　电源：Active 3.5 Watts、Idle 1 Watt
　　总写入量：182.5 TB
　　耐用性：100GB 写入/天
　　Optane 记忆体？快取？傻傻分不清
　　这问题在 Optane 刚推出时，一定有很多人像笔者一样有点分不太清楚，Optane 记忆体到底是 RAM、SSD 还是快取？
　　Optane 意旨採用 Intel 3D XPoint 记忆体、控制器、互连 IP 与韧体的储存产品，因此有着资料中心使用的 Intel Optane SSD DC P4800X，这就是一般我们在使用的 PCIe SSD，但这效能跟价格都相当的强悍；而「Optane 记忆体」则是 Intel 的命名，但它实际作用是作为，电脑系统碟的加速「快取」。
　　↑ Optane 代表着，採用 Intel 3D XPoint 记忆体、Intel 控制器、互连 IP 与韧体的快闪记忆体产品。
　　当然各位，可以将 Optane 记忆体当作一般 SSD 来使用，但受限于容量仅 16GB、32GB 两种，因此无法当作 SSD 来储存；而系统记忆体，Intel 也会再推出 3D XPoint DIMM 记忆体产品，让企业端有更大容量的可储存之系统记忆体。
　　简单来说：「消费性市场的 『Optane 记忆体』，其应用是当作电脑的『系统碟快取』，它可让需要大容量、高效能的用户，获得 TB 等级的容量与 SSD 的高速效能，这就是 Intel Optane 记忆体。」。
　　↑ 资料中心使用的 Intel Optane SSD DC P4800X 产品。
　　↑ 在不久将推出的 3D XPoint DIMM，可与 DDR4 共同运行在伺服器当中，提供可储存且效能如同 RAM 般快速的记忆体。
　　↑ 本次的主角，Intel Optane 记忆体 32G。
　　Optane 记忆体的限制与优势
　　Optane 记忆体最可惜之处，就在于支援的平台过少，目前仅只有 Intel 第 7 代 Kaby Lake 处理器，以及 Intel 200 系列主机板可使用；这可能也因为其「快取」的使用模式，需要针对平台、管理引擎进行优化，才能让系统进行加速，提升电脑操作时的顺畅度。由此可证，在未来 Intel 的第 8 代处理器与平台，理当会支持 Optane 记忆体快取技术。
　　此外，Optane 记忆体需安装在主机板 M.2 插槽上，并要有着 PCIe x2 之频宽，这各位就不用担心了，从入门的 B250 到旗舰 Z270 主机板上，都肯定有着 M.2 的插槽；而在使用 Optane 记忆体时，也记得将 BIOS 升级至最新版本，即可进入安装阶段。
　　而 Intel Optane 记忆体快取，仅能针对「系统碟」进行加速，因此建议使用 HDD + Optane 这样的组合，才有明显的加速效果，若使用 SSD + Optane 也可以，只不过加速幅度并不大。
　　Intel Optane 记忆体平台需求：
　　CPU：第 7 代 Intel Core i7 / i5 / i3 处理器
　　MB：Intel Z270 / Q270 / H270 / Q250 / B250 晶片组
　　MB BIOS：支援 Intel RST 15.5 版本以上之 BIOS
　　介面：M.2 PCIe 3.0 x2 NVMe
　　系统碟：GPT 磁区分割
　　Optane 记忆体实际安装步骤
　　实际安装「Optane 记忆体」，可分为两类：1. 旧 HDD 系统直接上、2. 重新安装系统至 HDD，不论各位要重新安装，或旧的系统直接安装都可以，但在操作前记得先将主机板 BIOS，升级至最新版本，方能启用 Optane 记忆体。
　　将 Optane 记忆体连接至 M.2 插槽后并开机，在装置管理员当中，会侦测到装置，但未準备就绪；接着各位可至 Intel 快速储存技术 (Intel RST) 网页，下载最新 15.5.0.1051 版本的 SetupOptaneMemory.exe 程式；若各位，除了要启用 Optane，还要建立 RAID 磁碟阵列，则可选择下载 SetupRST.exe。
　　下载后依照安装精灵下一步、下一步的引导安装即可，安装完毕后会要求重新启动系统，这时驱动会自动帮各位进行 BIOS 设定，让各位可一键启动 Optane 记忆体。
　　↑ 依照安装精灵操作即可完成安装。
　　电脑重新启动后，再次启动系统，会要求玩家完成启动设定程序，按下启用后稍待一会，系统会自动完成启动 Optane 记忆体的设定。
　　↑ 重新启动后，记得再将 Optane 记忆体设定为启动。
　　↑ 稍待片刻。
　　启用完毕后，在设定页面中，会看到状态已启用且正在加速你的系统，而配置上也会列出，目前使用的 Optane 记忆体，以及系统磁碟机资讯；而在统计页面中，会显示最佳化排程的时间，也就是说根据使用者电脑安装的程式、使用习惯，Optane 会自动学习，并自动最佳化。
　　↑ Optane 启用后，状态会显示已启用，并显示出电脑的磁碟配置。
　　↑ 统计页面中，则会显示下次自动最佳化的时间。
　　但若各位不幸遇到 BIOS 没自动设定，使得 Optane 记忆体无法启用的状况，各位可自行至 BIOS 设定当中，将 SATA 控制模式，调整为 RAID RST With Intel Optane，并将 M.2 PCIe Storage RAID 支援给启动，另外再将 Boot 调整为 UEFI 优先模式，即可正常启动 Optane 记忆体；各家 BIOS 设定有所不同，但理论上 Optane 记忆体在安装程式时，会自动帮各位设定才对。
　　↑ SATA 调整为 RAID RST With Intel Optane，并启动 M.2 PCIe Storage RAID 支援。
　　↑ BOOT 开机选项调整为 UEFI 优先模式。
　　HDD + Optane 记忆体电脑效能测试
　　若 Optane 测试只单单使用 SSD 测试工具来衡量效能，老实说这根本无法表现出「Optane 快取」的实力，毕竟 Optane 会自动学习，将使用者常用的将热资料搬移至快取当中，让开机速度、程式启动的速度变更快。
　　因此，本次测试除了基本的 CrystalDiskmark 与 Anvils Storage Utilities 跑分测试，用来衡量 Optane 基本效能是否符合 Intel 所标示之规格；接着再使用 PCMark 8 模拟各种工作使用情境，并与单纯使用 HDD、SSD 之系统相互比较。
　　系统碟的升级，对于用户感受较深的莫过于「电脑开机」与启动「游戏」或「程式」，因此这两部分则以 BootRacer 来测试开机速度；而启动游戏方面，则选择三款：《侠盗猎车手 5》、《看门狗 2》与《全境封锁》来测试。
　　测试平台
　　处理器：Intel Core i7-7700K
　　主机板：ASUS ROG MAXIMUS IX HERO
　　记忆体：Corsair DDR4 8GB*2
　　系统碟：1. WD Black 6TB + Optane 32GB、2. Intel SSD 540s、3. WD Black 6TB
　　电源供应器：Antec TruePower 750W
　　作业系统：Windows 10 Pro 64bit
　　CrystalDiskmark 预设採随机资料进行测试，系统碟使用 WD Black 6TB + Optane 32GB，并启用 Optane 加速后，于软体第一次测试，即获得循序读取 1412 MB/s、写入 298 MB/s 的成绩，4K Q32TI 测试方面，读取也有着 574.3 MB/s 的效能，只不过写入就维持在 284.5 MB/s 的表现。
　　↑ WD Black 6TB + Optane 32GB 测试。
　　Anvils Storage Utilities 测试下，循序读写不像 CrystalDiskmark 这么漂亮，但也叫贴近实际效能，循序读取 1297 MB/s、写入 178 MB/s，而 4K QD16 测试下读取 269K IOPS、写入 68K IOPS 与 Intel 所标示之规格相符。
　　↑ WD Black 6TB + Optane 32GB 测试。
　　PCMark 8 可以依据使用情境模拟电脑工作进行效能测试，且 PCMark 8 的测试项目中，除了衡量程式执行（CPU、RAM、VGA）的效能之外，储存装置的读写效能，亦会左右测试结果的分数。测试中分别以 Home、Creative、Work 与 Storage 进行测试；Home 主要测试网页浏览、文字输入、编辑相片、影音回放 / 编码与游戏测试；Work 测试则是模拟网页浏览、写入、试算表与影音回放 / 编码；Creative 测试中则包含了 Home 与 Work 的项目，并加入更多的影音工作测试；而 Storage 测试则是以启动游戏、绘图软体、文书软体来进行测试，并提供总分与装置频宽效能。
　　从测试结果可发现，Work 与 Home 模式，对于系统碟的要求并不大，单独 HDD 的系统碟 Home 有着 5097 分、Work 5322 分，对比 SSD 或 HDD + Opane 分数差异并不大；而 Creative 测试项目，则有较明显的差异，HDD 系统仅 7688 分，而 HDD + Optane 则有着 8554 分，不过最高分还是 SSD 获得 9118 分。
　　↑ PCMark 8 效能测试比较（分数越高越好）。
　　但若我们使用 PCMark 8 Storage 测试，高下立判。HDD 系统总分 2995 分，而总频宽仅只有 14.97 MB/s，至于 SSD 系统则只有 4901 分、总频宽 208 MB/s，这项目由 HDD + Optane 获得最高分 5041 分，并有着总频宽 534 MB/s 的效能；可见 Optane 的加速效果，还是相当强悍。
　　↑ PCMark 8 Storage 测试（分数越高越好）。
　　BootRacer 能够衡量电脑从 Windws Boot 开机到进入 Desktop 桌面的时间。测试的三种系统碟类型，都以 3 次开机所测得的时间取平均值比较；从图表来看，结果相当明显，单独 HDD 当系统碟时，Windows Boot 到 Desktop 总开机时间为 54 秒；而单纯 SSD 系统碟开机仅 19 秒，而本次的主角 HDD + Optane 的模式则要 21 秒。
　　就开机速度来看，有着 Optane 加速，确实能让 TB 级的硬碟，加速到 SSD 开机的速度，这也是 Optane 所期望的，让玩家有着 TB 级大容量与 SSD 高速读取。
　　↑ 开机速度测试（秒数越短越好）。
　　游戏启动时间测试方面，则是透过 HDMI 输入，将测试电脑的画面撷取成影片，在经由影片的回放去计算，从桌面启动游戏到进入 Game Start 画面的时间，以及按下继续游戏按钮，游戏开始载入到游戏可控制的画面时间 Game Load，用这两段时间来衡量游戏启动的加速；而 Optane 具备学习功能，因此 HDD + Optane 测试三次，而单纯 SSD 与 HDD 模式则分别测试两次。
　　《侠盗猎车手 5》本身游戏启动时需要连网登入，从桌面启动游戏到进入游戏 Start 画面，会佔用较多的时间，而游戏载入则相对短。下表 1st、2nd、3rd 代表着第一次、第二次、第三次测试，若比较第一次执行游戏，HDD 总计需要 124 秒才能完成启动与载入，而 SSD 则花费 98 秒，至于 HDD + Optane 则是 116 秒。
　　第二次测试，因为游戏程式的资料，可能还暂存在记忆体当中，所以 HDD 启动游戏的速度缩短至 91 秒，而 SSD 同样有这情况，第二次启动则只要 92 秒，至于 HDD + Optane 第二次启动就加速到 95 秒、第三次 88 秒。
　　从这结果来看，单独 HDD 系统第一次启动就是慢，但若各位在短时间内重新启动游戏第二次，由于资料还在暂存的关係，所以第二次 HDD 与 SSD 系统获得相同的启动时间；而 HDD + Optane 也在第二次启动后，有着明显的加速效果；换句话说第一次测，测的是系统碟的真读取效能，而第二次之后都有暂存的关係，所以都有明显变快。
　　↑ 《侠盗猎车手 5》启动测试（秒数越短越好）。
　　《全境封锁》的测试结果则与《侠盗猎车手 5》类似，这款游戏启动时也需要连网，而游戏载入时也需连线，但因为现在这款游戏的玩家少，所以不会出现卡在连线无法载入的问题；有趣的是，第一次启动游戏 HDD 84 秒、SSD 84 秒、HDD + Optane 91 秒，这三个都在比慢；而在第二次启动后，HDD + Optane 68 秒、SSD 69 秒、HDD 72 秒，这可能与游戏的启动、载入设计有关，对于不同类型的系统碟，在读取速度差异上，较不影响游戏的开启速度。
　　↑ 《全境封锁》启动测试（秒数越短越好）。
　　《看门狗 2》的结果与上述两款游戏有着差异，同样在第一次启动，HDD 与 HDD + Optane 速度相当 95 秒，但 SSD 第一次启动就只有 84 秒；而第二次测试，HDD 虽然有变快一点，但与第一次秒数相差无几仅加速 3 秒；而 SSD 与 HDD + Optane 的第二次测试，游戏启动速度来到 57 秒，而 Game Load 速度更是第一次的对折。
　　↑ 《看门狗 2》启动测试（秒数越短越好）。
　　由此可见，不同游戏的 Game Start 与 Game Load 设计，的确会与储存游戏的系统碟速度有关，HDD + Optane 第一次启动就像是一般 HDD 一样，但第二次启动速度就来到 SSD 同级表现；但上述测试，唯一无法模拟的就是 Optane「记忆体最佳化排程」，这排程的机制属于 Intel 的商业机密，在不知其运作模型下，难以进行模拟与测试，倘若每天固定执行游戏数次，日复一日应该能在下次最佳化排程时，将游戏的资料排进优化行列，这样应该能让游戏启动速度再加速才对。
　　总结
　　Optane 记忆体的出现，让玩家在电脑组装上，有了新的储存组合，目前最主流的 SSD 系统碟与 HDD 资料碟的组合，算是目前最聪明的选择；而 HDD + Optane，则让玩家能够建立，TB 等级的系统碟并有着 SSD 的加速度。
　　但 Optane 记忆体的缺点不外乎就是：1. 支援平台目前仅 Kaby Lake + 200 主机板、2. 写入效能的滥觞。因此 Optane 适合推荐给，在意程式、游戏启动速度，又需要 TB 等级的系统碟玩家；若各位的电脑，需要快速的储存写入效能，则较不适合使用 Optane。
　　而根据上述的效能测试、游戏启动测试，可感受到 HDD + Optane 的加速，能带给玩家如同 SSD 般的读取效能；至于 Optane 32G 或 16G 的选择，倘若笔者来选，无疑就是 32G 的版本，HDD + Optane 效能几乎由 Optane 来主导，选择 32G 获得的读取效能较好。
　　SSD + HDD 或 HDD + Optane 的组合，其实各位在选择的是「主导权」。SSD + HDD 玩家可决定哪些程式、资料要储存在 SSD 当中获得最快的速度，而 HDD + Optane 则是由 Intel 帮各位依据使用习惯来加速，倘若各位替不懂电脑的人装机，又听到他常常唉说：「欸，那个系统碟怎么这么小拉！」，又没多的预算买到 500GB 以上的 SSD 时，HDD + Optane 似乎就是不错的选择。
　　来源: Intel Optane 记忆体测试报告 / HDD 加速神兵 系统碟新选择