3D XPoint: Intel Optane Memory im Test

Mit dem Optane Memory liefert Intel das erste auf 3D XPoint basierende Produkt für Endkonsumenten. Die neue Speichertechnologie wurde in Zusammenarbeit mit Micron entwickelt und basiert im Gegensatz zu NAND-Speicherzellen nicht auf unterschiedlichen Spannungsniveaus, sondern auf wechselnden magnetischen Widerstände. Der Verzicht auf Feldeffekttransistoren ermöglicht (zumindest) theoretisch eine deutlich höhere Integrationsdichte und Datenübertragungsrate.

Wir haben die Leistung des Optane Memory in diesem Test als klassischer Massendatenspeicher und nicht als Cache behandelt, insbesondere um eine Prognose für den möglichen, zukünftigen Einsatz als SSD-Konkurrent abgeben zu können. Intel selbst hingegen forciert insbesondere den Einsatz Cache, wobei wir dafür auf die von uns erstellte Analyse der ersten Testberichte verweisen wollen. Verweisen wollen wir auch auf die detaillierten Ergebnisse, die wir am Ende dieses Artikels in den gewohnten, vergleichenden Diagrammen darstellen. 

Konkret handelt es sich bei Intels Optane Memory um ein via zwei PCIe-3.0-Lanes und NVMe angebundenes Speichermodul im M.2-2280-Format, die Karte ist also 22 Millimeter breit und 80 Millimeter lang. Intel stellt vergleichsweise hohe Systemanforderungen, so werden lediglich Intel-Prozessoren der siebten Generation (und neuer) unterstützt, eine genaue Auflistung ist auf einer eigenen Seite zu finden. Die Karten sind mit einer Kapazität von 16 respektive 32 Gigabyte zu erhalten, der Preis liegt aktuell bei rund 50 beziehungsweise 80 Euro. 

Wir lassen den Optane-Speicher in mehreren Kategorien und insbesondere synthetischen Benchmarks gegen M.2-SSDs antreten, welche für den Endkonsumenten eine direkte Alternative zum Optane Memory darstellen. Dabei ist insbesondere der Unterschied zwischen sogenannten sequenziellen und wahlfreien (random) Zugriffen zu erwähnen: Sequenzielle Schreib- und Lese-Vorgänge finden „am Stück“ statt, beispielsweise beim Lesen oder Schreiben einer großen Filmdatei. Da die Datei - vereinfacht gesagt - nicht gesucht werden muss, sind extrem hohe Datenübertragungraten möglich. Ganz im Gegensatz dazu stehen zufällige Dateioperationen, bei denen unterschiedliche Sektoren des Speicherdatenträgers angesprochen werden müssen. In der Praxis sind zufällige Operationen mit kleinen Dateien überdies wesentlich häufiger - das ist auch der Grund, warum SSDs eine deutliche, gefühlte Beschleunigung des Gesamtsystems bewirken. Eine konventionelle Festplatte muss im schlimmsten Fall den Lesekopf nämlich einmal über die komplette Magnetplatte bewegen, um eine bestimmte Datei abzugreifen. 

Bei Betrachtung der sequenziellen Datenübertragungsrate schlägt Intels Optane Memory vergleichsweise schlecht ab. Sowohl in AS SSD und CrystalDiskMark 3.0 zeigt sich insbesondere eine ausgeprägte Schreibschwäche: Die maximale Schreibrate von rund 300 MByte/s bleibt weit hinter der M.2-PCIe-Konkurrenz zurück, selbst über SATA angebundenen Modelle bieten teils frappierend höhere Leistungen. Sequenzielle Lesevorgänge werden vom Optane Memory hingegen in einer deutlichen höheren, jedoch nicht unbedingt konkurrenzfähigen Geschwindigkeit abgearbeitet. 

Bei zufälligen Schreib- und Lesevorgängen kehrt sich das Bild hingegen komplett um: Hier bietet das von uns getestete, 32 Gigabyte große Modul sehr hohe Datenraten, die allerdings auch ein wenig vom tatsächlich verwendeten Benchmark abhängen. In AS SSD landet das Laufwerk beim Schreiben von 4K-Blöcken knapp vor der Konkurrenz, beim Lesen hingegen ist es mehr als fünfmal so schnell, CrystalDiskMark 3.0 bestätigt das Bild. Auffällig ist insbesondere, dass die maximale sequenzielle Schreibrate bei Optane quasi der bei zufälligen Operationen entspricht, was für normale SSDs höchst ungewöhnlich wäre. Mit zunehmenden Warteschlangenlänge kehrt sich das Bild allerdings zumindest schreibend wieder um.