Intel 過去曾多次為 SSD 市場帶來重要突破，包括 2009 年推出的 X25-M、2014 年具備企業級控制器與斷電保護的 SSD 730，以及 2015 年宣告高效能 PCIe SSD 時代來臨的 SSD 750。2017 年第四季，Intel 再推出採用全新 3D XPoint 技術的 Optane SSD 900P，官方形容這是 25 年來首見的全新記憶體類別。
Intel 表示，3D XPoint 的性能與耐用度均大幅超越傳統 NAND Flash。不過，Optane 的定位並非完全取代 NAND SSD，而是填補 DRAM 與 NAND 之間的效能及延遲差距，因此 Optane SSD 900P 僅提供 280GB 及 400GB 兩種容量，讓高階使用者搭配 HDD 或其他 SSD 使用。
3D XPoint 技術原理
Intel 早於 2009 年提出可堆疊的非揮發性相變化記憶體（PCM）技術，並與 Micron 合作開發次世代儲存方案。這項技術於 2011 年 IDF 大會首次展示可運作的儲存晶片樣本，2012 年正式命名為 3D XPoint，並持續改良材料。2015 年，技術改用 GeSbTe 硫族化合物，以提升速度與穩定性。
3D XPoint 與傳統 NAND Flash 的工作方式不同，主要透過材料的相變化記錄數位訊號。GeSbTe 在非晶態時具有較高電阻，對應抹除（Reset）狀態「0」；在晶態時電阻較低，對應寫入（Set）狀態「1」。儲存單元則透過 5 層堆疊技術組成儲存立方。
Optane SSD 900P 硬體規格
Optane SSD 900P 的研發代號為 Mansion Beach，是 Optane 家族的第三款產品。產品提供 U.2 介面及 HHHL（Half Height Half Length）擴充卡兩種外形，兩者均採用 PCI Express x4 介面，性能相同。本次測試使用 280GB HHHL 版本，對照組則為 Intel SSD 750 400GB HHHL。
測試樣本採用鋁合金外殼，表面坑紋有助增加散熱面積，卡背亦設有金屬散熱背板。產品待機功耗約為 5W，讀取最高功耗約 14W，較 Intel SSD 750 略高，因此建議安裝在機箱風扇氣流可到達的位置，避免高溫造成運作不穩。
Optane SSD 900P 280GB 採用 Intel SLL3D 7 通道 NVMe 主控制器，與企業級 P4800X 相同。PCB 正反兩面合計配置 21 顆 3D XPoint 顆粒，儲存總容量為 336GB，扣除預留空間（Over-provisioning）後提供 280GB 可用容量。由於設計不需要傳統快取記憶體，因此也不需要額外配置電容以防止意外斷電。
其 3D XPoint 顆粒型號為 29P16BIBLDNF，採用 20nm 製程，單顆容量為 128Gb（16GB），封裝面積約 241.12mm²，儲存密度為 0.62Gb/mm²。由於 3D XPoint 不存在 NAND Flash 常見的 GC blocks，能降低 4KB 不對齊造成的讀取落差及寫入放大問題，寫入速度亦更接近讀取速度。
SSD 效能指標與測試平台
連續讀寫主要反映大型檔案在連續空間中的傳輸性能，但實際使用時，作業系統及應用程式往往是頻繁處理少量資料，因此 4KB 隨機讀寫、延遲時間及 IOPS 同樣重要。
一般 HDD 的搜尋延遲約為 9 至 12ms，傳統 NAND SSD 在低負載時約為 100us，高負載時可能升至 100us 至 2ms；3D XPoint 則更接近 DRAM，低負載搜尋時間約 10us，高負載約 100 至 500us。
本次測試使用 Intel Core i7-7900X、ASRock X299 Taichi 主機板及 64GB DDR4-3200 記憶體，並以 CrystalDiskMark 6.0 進行測試。測試次數設定為 5 次，測試大小為 32GiB，間隔時間為 1 分鐘。
CrystalDiskMark 測試結果
Optane SSD 900P 280GB 在連續讀寫及 4KB 隨機讀寫均有亮眼表現。不過，Intel SSD 750 400GB 在 4KB、QD32 測試中，讀寫速度都超越 900P，原因在於 SSD 750 採用更多通道及顆粒，具備較強的平行讀寫能力。
在單執行緒連續寫入測試中，兩款 SSD 在 QD2 已接近最高速度，900P 的寫入性能約保持 50% 優勢。連續讀取方面，900P 在 QD2 已達最高速度，而 SSD 750 要到 QD16 才能發揮最佳表現，兩者差距縮小至約 10%。
單執行緒 4KB 隨機寫入方面，SSD 750 憑藉多通道平行寫入能力反超 900P；但在 4KB 隨機讀取方面，900P 在 QD1 的性能約為 SSD 750 的 7 倍，並在 QD4 開始充分發揮性能。SSD 750 則需要更高佇列深度，才能逐步縮小差距。
多執行緒 4KB 測試進一步凸顯 3D XPoint 的低延遲優勢。900P 在 QD4 已接近單執行緒讀寫極限，多執行緒寫入速度最高達約 2100MB/s；在多執行緒 4KB 隨機讀寫中，兩個執行緒即可發揮約 90% 的讀寫性能。相較之下，SSD 750 需要更多執行緒才能達到相近的性能水平。
在 8 執行緒 4KB 隨機讀寫測試中，900P 在 QD2 已達到約 80% 的讀寫性能，QD4 即達到最高效能；SSD 750 在 QD2 尚未發揮 30%，要到 QD19 才達到最高性能。
IOPS 與延遲表現
Intel Optane SSD 900P 280GB 官方標示讀取 IOPS 為 550,000、寫入 IOPS 為 500,000；Intel SSD 750 400GB 則標示讀取 430,000 IOPS、寫入 230,000 IOPS。實測中，900P 在 QD4 已達到官方讀取 IOPS，而寫入性能則可能受測試執行緒數量限制，未完全達到極限。
使用 IOMETER、20 個執行緒及每執行緒 QD4 設定測試時，900P 的 4KB 讀寫分別達到約 56 萬及 53 萬 IOPS，符合官方標示；128KB 讀寫則分別為約 36 萬及 31 萬 IOPS。
延遲是 Optane 最大賣點之一。在 QD1 及 QD16 的 4KB 隨機讀寫測試中，NAND SSD 在 99.999% 負載下的 I/O 延遲明顯升高，可能帶來卡頓；Optane 的延遲則幾乎維持在 100us 以內。混合讀寫的極端負載下，900P 反應時間仍可控制在 50us 內，而 NAND SSD 延遲約為 1.83ms 及 2.7ms。
實際使用體驗與溫度
在 Windows 10 1709 使用情境中，Optane SSD 900P 280GB 的開機、Chrome 62.0.3202.94、Office 2016 及檔案總管啟動速度都相當迅速，多數程式幾乎按下後立即開啟。在 Windows 10 1709 重灌測試中，從 BIOS 開始安裝至進入桌面約需 6 分鐘，過程包括版本選擇及相關設定。
測試者表示，使用 900P 後，系統操作的延遲感大幅降低，部分軟體甚至只剩啟動畫面本身的顯示時間。以室溫 23.5 度測試，Intel SSD 750 最高溫度為 43 度，Optane SSD 900P 則為 51 度，使用者可考慮加裝小型風扇協助降溫。
總結
Intel Optane SSD 900P 280GB 相較傳統 NAND SSD，在低佇列深度讀寫、高負載 I/O、混合讀寫及延遲控制方面展現明顯優勢，尤其適合對低延遲及高 I/O 負載有要求的使用者與大型資料庫應用。
產品亦具備很高的寫入耐用度，280GB 版本的寫入量達 5.11PBW，480GB 版本則為 8.76PB。測試樣本售價為 US$389。對於處理器核心及時脈已足夠、卻仍覺得系統反應緩慢的使用者，Optane SSD 900P 提供了有別於傳統 NAND SSD 的使用體驗。
