Hybridikäyttö

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 5.9.2021 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 6 muokkausta .

Hybridiasema (tunnetaan myös lyhenteellä SSHD , solid - state hybrid drive [1] ) on looginen tai fyysinen tiedontallennuslaite, joka yhdistää tiedontallennustekniikat kiintolevylle ( HDD , HDD) ja NAND-muistiin ( SSD-asema ) . [2] . Tämän seurauksena aseman suorituskyky paranee käytettävissä olevan tiedon suuren määrän myötä. Hybridiaseman puolijohdemuistia käytetään useimmin käytettävälle kiintolevylle tallennettujen tietojen välimuistina . Tämä parantaa järjestelmän yleistä suorituskykyä.  

Hybridikäyttöjen toteuttamiseen käytetään kahta päätekniikkaa:

Kaksoisasemajärjestelmä käyttää kahta fyysistä laitetta, SSD:tä ja HDD:tä, jotka on asennettu samaan tietokoneeseen; tietojen sijoittelu optimoidaan joko manuaalisesti käyttäjän toimesta tai käyttöjärjestelmä automaattisesti luomalla "hybridi" loogisia laitteita.
Hybridiasemissa SSD ja HDD yhdistetään yhdessä mikro-ohjaimessa ja pääsääntöisesti yhdessä tapauksessa. Välimuistitoiminto toteutetaan lisäämällä kiintolevylle pieni määrä flash-muistia ja kopioimalla sinne eniten käytetyt sektorit; Sijoituspäätökset tekee joko kokonaan laite (itseoptimoitu tila) tai käyttöjärjestelmän "vihjeitä" asettamalla (isäntävihjeinen tila).

Historia

Vuonna 2007 Seagate ja Samsung esittelivät ensimmäiset hybridiasemat: Seagate Momentus PSD ja Samsung SpinPoint MH80 [3] . Molemmat mallit olivat 2,5 tuumaa ja niissä oli 128 tai 256 Mt flash-muisti . Tiedonsiirto magneettilevyjen ja flash-muistin välillä toteutettiin Windows Vista -käyttöjärjestelmän ReadyDrive -tekniikalla . Tuotteita ei kuitenkaan käytetä laajasti [4] , mukaan lukien nopeuden merkittävän lisäyksen puuttuminen [5] ja ReadyDrive-tekniikan puutteet [2] .

Toukokuussa 2010 Seagate esitteli uuden Momentus XT [6] -hybridiaseman , joka käyttää termiä Solid State Hybrid Drive (SSHD). Se ei enää ollut ohjelmistoriippuvainen käyttöjärjestelmästä, ja se koostui 500 Gt:n kiintolevystä integroidulla 4 Gt :n SLC-flash-muistilla [2] (myöhemmin julkaistiin toisen sukupolven Momentus XT 750 ja 8 Gt:lla). Samaan aikaan yritys esitteli FAST-teknologian ( Flash-Assisted Storage Technology ) ,  joka vastaa tietojen tallentamisesta flash-muistiin, jossa puolestaan ​​oli kolme osaa: FAST Management, Adaptive Memory ja FAST Boot. FAST Management varmisti hybridiaseman yhteensopivuuden minkä tahansa käyttöjärjestelmän kanssa ilman lisäohjaimien tarvetta ja suoritti myös toiminnon, joka on samanlainen kuin perinteisten SSD -levyjen Trim . Adaptive Memory (Adaptive Memory) vastasi tiedon jakamisesta kiintolevyn ja flash-muistin välillä, ja FAST Boot kiihdytti käyttöjärjestelmän lataamista [5] .

Huhtikuussa 2013 Western Digital esitteli 2,5" WD Black SSHD:t, mukaan lukien 5 mm paksu SSHD, jossa on 500 Gt perinteistä muistia ja 8 Gt, 16 Gt tai 24 Gt flash-tallennustila.

Tyypit

On olemassa kaksi tärkeintä "hybridi"-tallennustekniikkaa, jotka yhdistävät NAND-flash-muistin (SSD) HDD-teknologiaan: kahden aseman hybridijärjestelmät ja hybridisolid state -asemat.

Hybridijärjestelmä kahdella asemalla

Kaksoistallennushybridijärjestelmissä yhdistyvät samaan tietokoneeseen asennettujen erillisten SSD- ja HDD-laitteiden käyttö. Suorituskyvyn optimointi hoidetaan pääsääntöisesti joko tietokoneen käyttäjän avulla (asettamalla useimmin käytetyt tiedot manuaalisesti SSD-levylle) tai tietokoneen käyttöjärjestelmäohjelmiston avulla (yhdistämällä SSD ja HDD hybriditaltioiksi (osioiksi)) , joka on näkymätön loppukäyttäjille). Esimerkkejä hybridiosioiden toteuttamisesta käyttöjärjestelmissä ovat bcache ja dm-cache Linuxissa [ 7] sekä Applen Fusion Drive .

Kannettavissa tietokoneissa tällainen järjestelmä käyttää yleensä flash-välimuistimoduuleja (FCM). FCM käyttää erillistä SSD-levyä (yleensä mSATA SSD -moduulia) ja kiintolevyä, kun taas joko tietokoneohjelmistot, laiteohjaimet tai molempien yhdistelmä hoitavat optimoinnin. Intelin SRT (Smart Response) -teknologia [8]  on nykyään yleisin FCM:n toteutus hybridijärjestelmissä.

On myös kannettavia järjestelmiä, jotka käyttävät myös erillisiä SSD- ja HDD-levyjä samassa 2,5 tuuman kotelossa, mutta tarjoavat myös (toisin kuin SSHD-levyt) samanaikaisesti (toisin kuin hybridi-SSD-levyt) erillisen pääsyn molempiin asemiin. Voit siis käyttää asemia oman harkintasi mukaan [9] .

Lisäksi palvelimissa käytetään yhä useammin SSHD-hybridikiintolevyä , mikä voi merkittävästi vähentää niiden kustannuksia, toisin kuin puhtaat SSD-levyt.

Hybridi solid-state-asema

Termi Hybrid Solid State Drive (SSHD) viittaa tuotteisiin, jotka sisältävät huomattavan määrän NAND-salamaa kiintolevylle [10] .

Olennainen ero on integroitu välimuistijärjestelmä useimmin käytetyille sektoreille. Laitteen mikrokontrolleri itse kopioi useimmin käytetyt tietoalueet pikavälimuistiin.

Toimintatavat

Hybridi-SSD-tekniikan ytimessä on päättää, mitkä tietoelementit priorisoidaan flash-muistissa.

SSHD voi toimia kahdessa päätilassa:

Automaattinen (itse optimoitu) tila Tässä tilassa SSHD toimii käyttöjärjestelmästä riippumattomasti ja tekee kaikki tiedonjakoon liittyvät päätökset itsenäisesti. Isäntäoptimoitu (isäntävihjeiden tila) tila Tässä toimintatilassa SSHD mahdollistaa laajennetun SATA "Hybrid Information" -komentosarjan, joka sisältyy Serial ATA International Organizationin (SATA-IO) versioon 3.2. Näiden SATA-komentojen avulla päätökset siitä, mitkä tietoelementit sijoitetaan NAND-flash-muistiin, tekevät käyttöjärjestelmä ja laiteajuri ottaen huomioon tiedostojärjestelmän rakenteen [11] .

Tuki käyttöjärjestelmissä

Jotkut SSHD-asemien erityisominaisuudet, kuten isäntävihjeinen tila, edellyttävät käyttöjärjestelmän ohjelmistotukea . Microsoft on lisännyt tuen isäntävihjeelle toiminnalle Windows 8.1 :ssä [12] , kun taas Linux-ytimen korjaustiedostoja on ollut saatavilla lokakuusta 2014 lähtien, ja niiden odotetaan sisältyvän Linux-ytimen päähaaraan [13] [14] .

Vertailuarvot

Vuoden 2011 lopulla ja 2012 alussa tehdyt nopeustestit osoittivat, että 750 Gt:n kiintolevyllä ja 8 Gt:n välimuistilla varustetut hybridi-SSD-levyt ovat hitaampia kuin SSD-levyt satunnaisessa luku-/kirjoitus- ja peräkkäisessä luku-/kirjoitustilassa, mutta nopeampia kuin kiintolevyt käynnistyksen yhteydessä . 16] .

Suorituskyvyn suhteen hybridiasemat ovat kova- ja solid-state-asemien välissä [2] . Hybridiaseman nopeuden testaus verrattuna HDD:hen ja SSD :hen [5] :

Kiintolevy : Seagate Momentus (ST9750420AS) SSHD: Seagate Momentus XT (ST750LX003) SSD : Plextor PX-256M2S
PCMark 7 (kiintolevy) 1733 pistettä 3575 pistettä 5059 pistettä
Suurin/minimi/keskimääräinen peräkkäinen lukunopeus 119,7/60,7/96,7 Mbps 112,7/55,5/89,8 Mbps 349,4/325,6/337,2 Mbps
Suurin/minimi/keskimääräinen peräkkäinen kirjoitusnopeus 118,6/60,2/94,2 Mbps 114,8/47,9/86,9 Mbps 276,6/122,3/266,8 Mbps
Käyttöliittymän kaistanleveys: luku/kirjoitus 142,8/142,8 Mbps 181,3/332,2 Mbps 348,0/342,0 Mbps
Käyttöaika: luku/kirjoitus 15,4/15,4 ms 0,2/1,1 ms 0,3/0,3 ms
Kirjoita tiedosto levylle (2 Gt) 11 s 12 s 4 s
Tiedoston lukeminen levyltä (2 Gt) 26 s 14 s 5 s
Kopioi tiedosto kansiosta kansioon (2 Gt) 22 s 24 s 7 s

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ Dong Ngo. WD Black SSHD (1TB) esikatselu - CNET . CNET . CBS Interactive (9. tammikuuta 2013). Haettu 22. toukokuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 5. maaliskuuta 2016.
  2. ↑ 1 2 3 4 Hybridikäyttöjen luominen  // Siru  : päiväkirja. - 2011. - 20. tammikuuta ( nro 2 (143) ). - S. 74-75 . — ISSN 1609-4212 .
  3. ↑ Perenson, Melissa Testattu : Samsungin ja Seagaten uudet hybridikiintolevyt  . PCWorld (8. lokakuuta 2007). Haettu 31. toukokuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 8. kesäkuuta 2021.
  4. ↑ Hybridisolid State Drives: tallennusjärjestelmien luonnollinen kehitys . Seagate Technology LLC. Haettu 2. syyskuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 2. syyskuuta 2017.
  5. ↑ 1 2 3 Mihail Djakov. Ei aivan solid -state  // Computer Bild  : aikakauslehti. - 2012. - 9. huhtikuuta ( nro 7 (159) ). - S. 42-43 . — ISSN 2308-815X .
  6. ↑ Seagate Momentus XT  . Seagate Technology (syyskuu 2010). Haettu 31. toukokuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 2. kesäkuuta 2021.
  7. ↑ Petros Koutoupis. Kehittyneet kiintolevyn välimuistitekniikat . linuxjournal.com (25. marraskuuta 2013). Haettu 2. joulukuuta 2013. Arkistoitu alkuperäisestä 2. joulukuuta 2013.
  8. ↑ Intel® Smart Response -tekniikka . Intel . Haettu 31. toukokuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 2. kesäkuuta 2021.
  9. ↑ Pietari Paavali. WD Black2 Dual Drive 120GBSSD + 1TB HDD saa alennusta, 60 dollaria hinnastaan . Parhaat kannettavat tietokoneet . Haettu 22. toukokuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 15. toukokuuta 2015.
  10. ↑ Kuinka valita kannettavan tietokoneen SSD-, SSHD- ja HDD-tallennustilan välillä . seagate.com . Haettu 22. toukokuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 10. tammikuuta 2016.
  11. ↑ SATA-IO UKK: Mitä muuta uutta SATA-spesifikaatiossa v3.2 on? . SATA-IO . Haettu 3. lokakuuta 2013. Arkistoitu alkuperäisestä 4. lokakuuta 2013.
  12. ↑ Andy Herron. Tallennus- ja tiedostojärjestelmien kehitys Windows 8.1:ssä (PDF). SNIA . Haettu 11. tammikuuta 2014. Arkistoitu alkuperäisestä 10. tammikuuta 2014.
  13. ↑ Michael Larabel. Linux-ydin on vihdoin optimoitu SSHD-levyille . Phoronix (29. lokakuuta 2014). Käyttöpäivä: 26. helmikuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 7. tammikuuta 2015.
  14. ↑ Jason B. Akers. Ota käyttöön puolijohdehybridiasemat . LWN.net (29. lokakuuta 2014). Haettu 26. helmikuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 26. helmikuuta 2015.
  15. ↑ Patrick Schmid ja Achim Roos. Momentus XT 750 GB Review: Toisen sukupolven hybridikiintolevy (8. helmikuuta 2012). Haettu: 7. marraskuuta 2013.
  16. ↑ Anand Lal Shimpi. Seagate 2nd Generation Momentus XT (750 Gt) Hybrid HDD Review (8 Gt NAND-välimuistilla) (13.12.2011). Haettu 7. marraskuuta 2013. Arkistoitu alkuperäisestä 1. marraskuuta 2013.