Технологія Adaptive Memory в гібридних твердотільних накопичувачах, Seagate Україна

memory

За прогнозами компанії IHS iSuppli, що спеціалізується на ринкових дослідженнях, попит на жорсткі диски (HDD) зростатиме і до 2016 року загальний обсяг їх продажу становитиме 575,1 млн. одиниць. Без сумніву, технологія жорстких дисків згодом значно еволюціонувала: з удосконаленням мікропроцесорів послідовно збільшувалася їхня ємність та підвищувалася продуктивність. Тим не менш, при сучасному збільшенні обчислювальної потужності комп'ютерів удвічі кожні два роки користувачі все частіше переходять на твердотільні накопичувачі (SSD), щоб підвищити швидкість і продуктивність та скористатися всіма перевагами сучасних мікропроцесорних технологій.

На жаль, висока швидкість і продуктивність твердотільних накопичувачів йдуть у зв'язці із суттєвими витратами на них та обмеженою в порівнянні з жорсткими дисками ємністю. З появою гібридних твердотільних накопичувачів (SSHD) проблема вибору відпала: споживачі отримали оптимізовану продуктивність, і досить велику ємність в одному пристрої.

Технологія SSHD та інші рішення на основі гібридних накопичувачів

Технологія гібридних твердотільних накопичувачів (SSHD) є найсучаснішим способом об'єднати ємність жорсткого диска і продуктивність твердотільного накопичувача в одному пристрої. Власне, гібридний накопичувач - це комбінація твердотільної пам'яті, що використовується в твердотільних накопичувачах, і традиційного запам'ятовуючого пристрою, що обертається, застосовуваного в жорстких дисках. Завдяки інтеграції компактної та доступної за ціною твердотільного пам'яті (або флеш-пам'яті NAND) в базову архітектуру жорсткого диска гібридні твердотільні накопичувачінадають продуктивність на рівні твердотільного накопичувача і ємність зберігання, як у жорсткого диска, при цьому за вартістю вони не набагато дорожчі за традиційні диски. Гібридні твердотільні накопичувачі працюють у 4,5 рази швидше за порівняні з ними жорсткі диски зі швидкістю обертання 7200 об/хв і мають набагато більшу ємність, ніж твердотільні накопичувачі.

У минулому деякі гібридні рішення також створювалися на основі неінтегрованого поєднання твердотільних накопичувачів та жорстких дисків у межах однієї комп'ютерної системи. Такі системи контролювалися по-різному.

Гібридні дводискові рішення використовують окремі твердотільні пристрої та жорсткі диски, які встановлюються на одному портативному або настільному ПК. Програмне забезпечення комп'ютера управляє оптимізацією загальної продуктивності цих систем. Диск Fusion компанії Apple – один із прикладів такого гібридного дводискового рішення.

У кеш-модулях на основі флеш-пам'яті (FCM) твердотільний компонент і жорсткий диск теж застосовувалися окремо, а продуктивність регулювалася за допомогою драйверів пристроїв, програмного забезпечення головного комп'ютера або їх комбінації. Модулі FCM найчастіше використовують із технологією Intel Smart Response (SRT). Певні набори мікросхем Intel впроваджують технологію SRT в систему, взаємодіючи з драйверами пристрою Intel. В основному модулі FCM використовуються на ринку портативних ПК.

У кожному з цих типів гібридних накопичувачів баланс продуктивності та ємності досягається за рахунок приміщення даних високої активності або даних, від яких безпосередньо залежить продуктивність, флеш-пам'ять NAND або твердотільний компонент архітектури пристрою. Отже, для керування даними високоюактивності потрібен окремий механізм. У гібридних накопичувачах Seagate® цю роль виконує технологія адаптивної пам'яті Adaptive Memory™.

Технологія Adaptive Memory

Удосконалюючи технологію гібридних твердотільних накопичувачів, компанія Seagate створила набір ефективних алгоритмів для відстеження частоти використання даних та визначення їхньої пріоритетності з подальшим поміщенням у швидкісну твердотільну пам'ять пристрою. Ці алгоритми, що лежать в основі технології Adaptive Memory, розроблені для зміни пріоритетності даних у міру того, як різні програми вимагають нових даних.

Впроваджену в гібридні твердотільні накопичувачі SSHD на рівні мікропрограми технологію Adaptive Memory також часто називають технологією, що самонавчається, оскільки гібридні твердотільні накопичувачі визначають, які дані слід зберігати у флеш-пам'яті NAND, без участі головного комп'ютера або драйверів пристроїв зберігання даних. Принцип роботи технології Adaptive Memory – визначення елементів даних, які важливі для підвищення продуктивності на рівні головного комп'ютера та переміщення таких елементів із пам'яті жорсткого диска у флеш-пам'ять NAND.

Переваги інтегрованої архітектури гібридних твердотільних накопичувачів

Як уже говорилося, використання технології Intel Smart Response Technology (SRT) у кеш-модулях на основі флеш-пам'яті (FCM) є ще одним способом поєднати технології твердотільних накопичувачів та жорстких дисків для підвищення продуктивності при збереженні великої ємності. Незабаром технологія SRT з'явиться на ринку в архітектурі гібридних твердотільних пристроїв Seagate з використанням нового розширення набору вводу-виводу для інтерфейсу SATA, а поки що оснащенінею системи використовують жорсткі диски та твердотільну пам'ять як окремі компоненти.

Для впровадження технології SRT у кеш-модуль на основі флеш-пам'яті використовуються певні мікропроцесори та інтерфейсні набори мікросхем Intel, які поєднують елементи жорсткого диска та твердотільні елементи у конфігурації RAID. Взаємодія зв'язаних пристроїв може керуватися за допомогою інтерфейсу SATA.

У той же час інтегрована конструкція гібридних твердотільних накопичувачів дозволяє незалежно від головного комп'ютера керувати взаємодією між флеш-пам'яттю NAND і жорстким диском (Рис. 1). Така інтегрована конструкція має низку істотних переваг у порівнянні з кеш-модулями на основі флеш-пам'яті:

Інтегрування та впровадження. Оскільки при створенні гібридних твердотільних накопичувачів за основу було взято стандартний форм-фактор жорсткого диска, вони набагато простіше інтегруються в систему і не вимагають додаткового місця. Впроваджуються гібридні твердотільні накопичувачі теж дуже просто, оскільки функціонують так само, як типовий жорсткий диск.

Вартість. Завдяки меншій кількості роз'ємів та усунення певних компонентів загальна вартість гібридних твердотільних накопичувачів нижча, ніж вартість кеш-модулів на основі флеш-пам'яті.

Цілісність даних. Гібридні твердотільні накопичувачі схильні до меншого ризику поділу даних. Оскільки кеш-модулі на основі флеш-пам'яті використовують інтерфейс SATA для переміщення даних між твердотілим накопичувачем і пам'яттю жорсткого диска, розділеність даних, що зберігаються, підвищує ризик їх втрати при аварійному відключенні живлення або відмові обладнання.

технологія

Гібридні твердотільні накопичувачі та флеш-пам'ять NAND - яку ємність вважати оптимальною?

Потенційні користувачі гібридних твердотільних накопичувачів часто стурбовані відносно невеликим обсягом флеш-пам'яті NAND, впровадженої в пристрої. В основі технології Seagate лежить використання флеш-пам'яті NAND на 8 ГБ підвищення продуктивності шляхом кешування. Технологія Adaptive Memory виконує роль мозку системи, визначаючи, які дані зберігати у цьому відносно невеликому просторі.

Висновок

Постійне вдосконалення технології мікропроцесорів стимулює попит на пристрої, що запам'ятовують, підвищеної продуктивності, а потреба в додаткових ємностях зберігання даних збільшується більш ніж на 50% щороку. Хоча твердотільні накопичувачі і завойовують дедалі більшу популярність на ринку СГД, за своєю рентабельністю та ємністю вони не можуть зрівнятися з традиційними жорсткими дисками.

Технологія гібридних твердотільних накопичувачів здатна задовольнити потребу у продуктивних та надійних накопичувачах з високою щільністю розміщення даних. Максимально використовуючи потенціал флеш-пам'яті NAND та переваги жорсткого диска завдяки технології Adaptive Memory, гібридні твердотільні накопичувачі надають ідеальне поєднання високої швидкості та оптимальної ємності. Взяті на озброєння всіма основними виробниками жорстких дисків, гібридні твердотільні накопичувачі й надалі користуватимуться попитом через вигідне поєднання параметрів продуктивності, ємності та ціни.