[ نظره عامه ] فقط - أهم ما نحتاج معرفته حول تقنية INTEL OPTANE TECHNOLOGY-MEMORY

[phenomenon]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
-
واحد من أهم الأسباب في تأخير مستويات الأداء و التسبب في مشكلة عنق الزجاجه لمكونات الهاردوير هي وحدات تخزين البيانات ( Storage Devices .)
إذن ما هو الأسرع : أن يتم تخزين الملفات بشرائح الذاكره التي تأتي من النوع Flash Memory أم تخزينها بنوع شرائح ذاكرة DRAM Memory ؟
-
كـلتاهما من نوع شرائح التخزين الصلبه ( Solid State Chips ) إلا أن الأولى هي الأرخص في التصنيع و لديها القدره على تخزين المعلومات حتى دون
إمدادها بالطاقه لكنها الأبطئ و لذلك سيتم إستخدامها في تخزين الملفات و هي التي تتواجد في وحدات التخزين الصلبه لدينا SSD Drives ,
-
بينما ذاكرة DRAM Memory هي الأسرع و لكنها الأغلى بالتكلفه الصناعيه و لذلك يتم إستخدامها من أجل تنفيذ العديد من العمليات الحسابيه المطلوبه
لوحدة المعالجه المركزيه .
-
إذن لماذا لا نصنع وحدات تخزينيه حديثه SSDs بشرائح DRAM Memory حتى وإن كانت أغلى قليلاً في التكـلفه ؟
-
1- أولاً سنجد مثال على CORSAIR 32GB DRAM DDR4 فيصل سعرها إلى 260$ و لإمتلاك 128GB DRAM Memory SSD سيكلفنا هذا 1000$ تقريباً ,
إذن هي أغلى عشرات الأضعاف وليست مجرد زياده من الممكن أن تتحملها فئه محدده من المستخدمين .
-
2- ثانياً شرائح DRAM Memory ليست لديها القدره على الإحتفاظ بالمعلومات ( Volatile ) و بهذا الشكل ستتسبب في خراب أعمالنا , و مع كـل
عملية بدأ تشغيل الحاسب ستجد نصف ملفاتك الضروريه في حالة ضياع ومعها يجب البحث عن جميع الملفات من جديد مراراً و تكراراً .
-
3- ثالثاً شرائح DRAM Memory ليست بنفس مستويات الكثافه ( Density ) التي تقدمها شرائح Flash Memory - أي لا تستطيع تخزين سعات كبيره من
البيانات في نفس شريحة الذاكره الواحده .
-
إذن لا ينبغي علينا إنتظار رؤية شرائح DRAM Memory في وقت قريب بوحدات التخزين الصلبه SSDs .
-
-
-


لمواجهة المشكله على حقيقتها : فالمعالج المركزي هو المسؤول الأول عن تنفيذ الأوامر و عمليات المعالجة لجميع البيانات , هذه البيانات تتواجد بذاكرة وحدات
التخزين لدينا ( Storage Devices ) ,
-
هذا العدد من البيانات يتضاعف سنوياً بطريقه عشوائيه , و كـلما تطلبت هذه الأوامر العديد و العديد من العمليات الحسابيه لعدد البيانات الأكبر كـلما تسببت في إنتظار
المعالج المركزي فترات زمنيه أطول .
-
لذلك ليس فقط من الضروري إمتلاك وحدات بسعات تخزينيه كبيره مستعده لحجم بيانات العام القادم و العام الذي يليه , بل من الضروري إمتلاك معالجات
مركزيه ووحدات تخزينيه بسرعات فائقه قادره على تحليل الكـم الأضخم من البيانات المتوقع مواجهتها والتعامل معها أيضاً .
-
-
-


ماذا عن وحدات التخزين الصلبه التي تمتلك شرائح الذاكره الحديثه من النوع NAND NVMe ؟
-
1- Higher Density فلديها القدره على حفظ كم أكبر من " المعلومات bits " في نفس شريحة " الذاكره الواحده 1Transistor " = هذه ميزه رائعه .
-
2- Non - Volatile لن تتسبب في ضياع الملفات بعد مرور فتره زمنيه من إنعدام مصدر الطاقه عنها = فقط هذا ما كـنا نتمناه .
-
3- Fast Enough حتى الآن هي أسرع نوع من شرائح الذواكر مقارنةً بأنواع عديده من الشرائح أو اقراص الميديا , لن تجد شيء مثالي بعد NAND NVMe .
-
كـانت أفضل الحلول المبتكره التي يتم إستخدامها في تخزين البيانات و التي تتواجد بوحدات التخزين الصلبه SSD - إكـتشفناها منذ عدة سنوات .
-
في الواقع هي كانت الأفضل لكنها لم تكن الحل المثالـي , فهي أبطئ 10.000 مره من مستويات تخزين المعالج المركزي Cashe Levels-Memory . بالتأكيد ليست
أسرع من شرائح ذاكرة DRAM Memory أيضاً .
-
و في كـل مره تحاول وحدات التخزين الدخول إلى قطاعات حفظ البيانات تتسبب في إنتظار المعالج المركزي فترات زمنيه طويله .
-
-
-


لذلك تستعد INTEL لإطلاق ثوره جديده في عالم شرائح ذواكر تخزين البيانات من خلال OPTANE MEMORY !
و لكن إذا كنا نتسائل ما هي تحديداً تقنية Optane Technology فتخيل الآتي :
-
بدون سابق إنذار تفاجئت بوجود أصدقائك المقربين على باب منزلك , حينها ستكون متضطراً للإستئذان منهم لمدة 30 دقيقه للذهاب إلى المتجر و إختيار
مجموعه من الفواكهه الطازجه التي تصلح لصناعة عصير صحي طيب المذاق لهم ,
و بعد ذلك تسارع بالعوده إلى المنزل لتحضير عصير الفواكهه و تقديمه لأصدقائك , هذه قصه دراميه طويله كـي تتمكن من تحضير عصير الفواكهه في كـل
مره ستتفاجئ فيها بزيارة أصدقائك لك !
-
إذن لماذا لا توفر ديب فريزر قادر على حفظ درجة حرارة الفواكهه في منزلك حين إحتياجك لها ؟ أو لماذا لا توفر OPTANE MEMORY لوحدة المعالجه
المركزيه حين إحتياجها إلى البيانات الضروريه التي ينبغي عليها التعامل معها ؟
-
-
-


لعقود من الزمن تحاول INTEL إبتكـار الوسيله الأكثر إيجابيه في أساليب تخزين البيانات التي تتعامل معها وحدة المعالجه المركزيه لمساعدة المعالج
على الهروب من فترة الإنتظار الطويله التي تتسبب فيها أقراص التخزين عند محاولة الدخول إلى قطاعات البيانات .
-
Registers هي أقرب مستويات التخزين المؤقته و لكنها الأغلى بدون منافس بالتكلفه الصناعيه لذلك هي الأصغر حجماً و الأسرع بدون منافس أيضاً .
L1 Cashe تبتعد عنها قليلاً لكنها الأكبر بمساحة التخزين , وبعدها تأتي بقية مستويات كاش التخزين .
-
فحتى بداخل شريحة سليكون وحدة المعالجه المركزيه ذاتها تختلف مساقة البُعد و السرعه في التنفيذ و الوظائف العمليه لكل من مستويات التخزين الثلاثه مع
المعالج المركزي - إلا أن جميعها تأتي بتكـاليف ماديه مرتفعه في عمليات التصنيع .
-
بعد ذلك تأتي ذاكرة DRAM و هي الأقرب إلى المعالج المركزي في المساقه بعد مستويات ذاكرة الكاش و لديها سرعات فائقه في العمل على تحليل الحسابات .
ثم تأتي أكبر نقطة ضعف في اقراص تخزين البيانات فهي الأبطئً بل و الأكثر بُعداً في المسافه بالنسبه لوحدة المعالجه المركزيه .
-
-
-


فإذا تمكنا من تقريب مسافة هذه البيانات و أصبحت أسرع في عملية تحليلها فبات من السهل على المعالج تنفيذ العديد من الأوامر في فترات زمنيه أسرع و تقليل
فترات الإنتظار .
-
3D Cross Points Memory ستكون بمثابة الديب فريزر أو الوسيط الذي يجمع بين بيانات ذاكرة DRAM Memory و بيانات ذاكرة أقراص
التخزين Storage Device بداخل وحدة تخزين واحده " One OPTANE Device " و هي أقرب في المسافه إلى المعالج المركزي و أسرع من شرائح ذاكرة NAND التي
تتواجد في وحدات التخزين الصلبه الحديثه .
-
بهذا الشكل نجمع بين أفضل مميزات عوالم جميع أنواع شرائح الذاكره الحديثه : فتصبح ذاكرة Optane Memory كـإحدى مستويات ذاكرة التخزين المؤقته و الأقرب
إلى وحدة المعالجه المركزيه عن قرص تخزين البيانات و الأسرع بمراحل عده من شرائح ذواكر NAND NVMe و لديها القدره على حفظ المعلومات و عدم التسبب في
خراب البيانات مع إنعدام وجود مصدر للطاقه .
-
هذه التقنيه ستسمح للعديد من البرمجيات و التطبيقات في الإستفاده من مميزات عديده لم يتم تواجدها منذ نشأة ذواكر DRAM بسبعينيات القرن الماضي و هي موجهه
تحديداً لمستخدمي الحواسب الشخصيه .
-
23 ابريل هو موعد إنطلاق أول شريحة ذاكره INTEL OPTANE MEMORY بسعة 16GB و بتكلفه 44$ بينما ستأتي الشريحتين 32GB بسعر 77$ و كلتاهما على شكل
وحدات تخزين M.2 PCIe3 X2 - أي لكل شريحه من عدد وصلات PCI-Express عدد 2xLanes بسرعة 1Gb/S تقريباً .
-
هل ترى لهذه التقنيه مميزات حقيقيه تجعلها تستحق الإستغناء عن منفذ M.2 قد يتسع لوحدة تخزين بمساحة 1TB من حلول M.2 PCIe NVMe و هل هذه التقنيه
تخرج في موعدها الصحيح و ستحقق نجاح حقيقي أم هي مجرد إحدى المنتجات التي تبحث عن مكان لها بداخل سوق شرائح الذواكر ؟
-

عرب هاردوير

-
قبل أن تقرر الذهاب لشراء OPTANE MEMORY أو التراجع عن الفكره أو في حالة وجود تسؤلات إضافيه فيجب أن تتعرف على إجابة INTEL لأهم الأسئله المتوقع أن
يواجهها المستخدم حين التفكير في الإستفاده بهذه التقنيه و بعض منها كـالتالي :



-
س1 :- ما هي ذاكرة OPTANE Memory ولماذا يتم إعتبارها ذاكره ؟
-
ج1 :- Optane Memory هي إحدى الحلول المسرعه لأساليب عمل الأنظمه التي يتم توجييها لمنصات عائلة معالج الجيل السابع من إنتل Intel 7th Gen .
___ الإنتفاع من هذه التقنيه يأتي بالأساس إعتماداً على شرائح انواع الذاكره 3D XPoint Memory جنباً إلى جنب مع تقنية Intel Rapid Storage Tech Driver .
___ فمن خلال توفير ذاكرة Optane Memory بين المعالج المركزي وبعض الحلول التخزينيه البطيئه مثل ( HDD / SSHD / any SATA SSD ) ستكون لدينا
___ القدره على تخزين أهم الحسابات و البرمجيات المتوقع التعامل معها من قبل المعالج المركزي مما يسمح لأنظمة العمل إسترداد هذه المعلومات في فترات زمنيه أسرع
___ ويساعد على تحسين مستويات الأداء و إستجابه النظام في تنفيذ الأوامر .
-
___يتم إعتبارها ذاكره بسبب قدرتها على تخزين المعلومات التي تتطلبها وحدة المعالجه المركزيه وتحسين مستويات الأداء من خلال أسلوب تطبيق القياده
___الخاص Intel Rapid Storage Tech Driver و بنفس شكل الأسلوب الوظيفي لشرائح ذاكرة DRAM .
-
-

-
س2 :- ما هي الحلول المسرعه لأنظمة العمل و ما هي القدره على الإستجابه وهل ستساعد هذه الذاكره على تحسين مستويات الأداء ؟
-
ج2 :- الحلول المسرعه و ترمز إلى مدى التأثير التي ستصنعه هذه الذاكره على الأداء العام للحاسب , ستساعد على تنفيذ المهام اسرع و تقليل الفتره الزمنيه التي
____ينتظرها المستخدم أمام الحاسب أثناء تنفيذها . تقليل زمن الإستجابه في حالة وجود هذا النوع من شرائح الذاكره تعني ملاحظة المستخدم لقدرة
____الحاسب في عمليات التشغيل والإغلاق للنظام و القدره على حفظ البيانات و بدأ تشغيل البرمجيات و التعامل مع عدة تطبيقات و العديد من المهام في
____فترات زمنيه أسرع , بالتأكيد OPTANE MEMORY ستساعدك في الشعور بالقوه الأكبر و القدره على الإستجابة الأسرع .
-
-

-
س3 :- ما هو الفرق بين شريحة ذاكرة INTEL 3D XPoint Optane Memory و شريحة ذاكرة DRAM MEMORY ؟
-
ج3 :- Intel Optane Memory هو اللقب المطلق على شريحة الذاكره المسرعه التي تعمل في وجود معالج Intel 7th Gen الملقب بأسم Kaby Lake .
___ فتأتي بسعة 16GB أو تأتي بسعه تخزينيه 32GB على هيئة وحدة تخزين M.2 تعمل من خلال منفذ M.2 Connector المتواجد على ظهر اللوحات الأم
___ التي لديها القدره على دعم تقنية OPTANE TECHNOLOGY Ready
-
___ هذه التقنيه تساعد على رفع مستويات الأداء والإستجابه لكنها لا تستبدل وظيفة عمل ذاكرة DRAM الأساسيه ولا يمكن الإستغناء عن شرائح RAM مطلقاً .
___ ستظل أهمية DRAM Memory Modules في وظائف عمل الحواسب أساسيه ولا يمكن الإستغناء عنها مطلقاً .
-
تنبيهه1 :- لابد من وجود إحدى لوحات سلسلة 200 مثل لوحات شريحة B250 / H270 / Z270 و لابد من إحتوائها على
_______منفذ التوصيل M.2 Type 2280-S1-B-M Connector .
-
تنبيهه2 :- لابد من توفير PCIe X2 Lanes أو PCIe X4 Lanes لذواكر OPTANE MEMORY من قبل روابط متحكم ميديا PCI-EXPRESS X16 المعالج المركزي .
-
تنبيهه3 :- Optane Memory لم يتم توجييها للحواسب اللوحيه والأجهزه المتنقله و لذلك هي للحواسب المكتبيه فقط حتى الآن .
-
-

-
س4 :- هل يمكن الإستفاده من ذاكرة OPTANE MEMORY حتى مع الحواسب التي تمتلك وحدات التخزين الصلبه SSDs ؟
-
ج4 :- بالتأكيد ; فمن خلال تقنية ذواكر Optane Tech فلديها القدره على تسريع وظائف العمل حتى في وجود وحدات التخزين السريعه من نوع SATA SSD
___ وعلى الرغم من ذلك فالإستفاده التي يمكن تحقيقها في حالة وجود أقراص التخزين البطيئه التي تتمثل في نوع أقراص ميديا HDD / SSHD ستكون ملحوظه
___بنسبه أكبر , في جميع الأحوال ستساعد في إمكانية تحليل البيانات بفترات زمنيه أسرع .
-
-

-
س5 :- هل لابد من توفير أنواع محدده من الوحدات التخزينيه الصلبه SSD أو أقراص التخزين HDD كي نتمكن من شراء Optane Memory M.2 ؟
-
ج5 :- Intel Optane Memory قادره على رفع مستويات أداء أي وحدة تخزين SATA-SSD مهما كانت أنواع شرائح التخزين ,
___ في جالة وجود معالج الجيل السابع الملقب Kaby Lake و اللوحه المركزيه المناسبه لتفعيل تقنية Optane Technology من خلال IRST Driver .
-
تنبيهه هام :- لابد من تثبيت نظام العمل Windows10 X64 على ذاكرة وحدة التخزين SSD بالحاسب , كما يجب أن تكون قطاعات وحدات التخزين على هيئة
________ تنسيق GPT Partitions ومساحة 5MB Unallocated غير مخصصه على الأقل بنهاية قطاع إقلاع النظام .
-
-