Смогут ли гибридные жёсткие диски изменить мир HDD?
Сегодня весьма много производителей винчестеров анонсировали твёрдотельные накопители на флэш-памяти в форм-факторах 2,5" и 1,8". Но они всё ещё остаются эксклюзивными high-end продуктами из-за высокой цены гигабайта. На данный момент вы можете потратить $300 на 750-Гбайт 3,5" настольный жёсткий диск или на 16-32-Гбайт HDD на флэш-памяти. Впрочем, есть и промежуточное решение - гибридные жёсткие диски (H-HDD), которые сочетают традиционный винчестер с дополнительной энергонезависимой флэш-памятью для хранения наиболее часто использующихся данных. Microsoft и производители накопителей, такие, как Samsung, обещают большее время автономной работы ноутбуков, рост производительности и надёжности при использовании гибридных винчестеров.
Мы ждали этого события многие месяцы, и, наконец, оно свершилось: в нашу лабораторию поступил первый гибридный жёсткий диск Samsung SpinPoint MH80. Он очень близок к SpinPoint M80, который мы рассматривали раньше, но MH80 имеет дополнительные 256 Мбайт энергонезависимой (NV) флэш-памяти. Флэш-память может работать там, где обычные жёсткие диски не справляются: энергонезависимая флэш-память не боится механических ударов, у неё очень малое время доступа, она потребляет меньше энергии, чем шпиндель винчестера. Принцип H-HDD позволяет OEM-производителям записывать во флэш-память специфические часто используемые данные для ускорения доступа, а также превращает флэш-память в буфер чтения/записи и кэш приложений, позволяя останавливать шпиндель винчестера во время бездействия, и снижая, тем самым, энергопотребление.
Концепция H-HDD нацелена, главным образом, на мобильные жёсткие диски. И тому есть две причины. Во-первых, эти винчестеры намного медленнее настольных жёстких дисков, поэтому любой прирост производительности можно только приветствовать. Во-вторых, для мобильных пользователей острее стоят вопросы энергопотребления и надёжности.
На разработку H-HDD ушло несколько лет, поскольку и флэш-память должна была достичь оптимальной цены за гигабайт, да и алгоритмы борьбы с износом следовало доработать: помните, что у ячеек флэш-памяти ограниченное число циклов перезаписи. Наконец, требовалась и поддержка со стороны ОС, что заставляло пользователей переходить на Windows Vista.
Давайте посмотрим, на что способны новые гибридные жёсткие диски.
Гибридные жёсткие диски (H-HDD) и Vista "ReadyDrive"
Конечно, технически требуется не ОС Windows Vista, а её функция "ReadyDrive". Возможно, вы уже знакомы с функциями увеличения производительности "SuperFetch" и "ReadyBoost", которые используют доступную память для буферизации данных приложений ("SuperFetch") и расширяют возможности кэширования благодаря поддержке флэш-брелоков USB ("ReadyBoost"). Последняя функция наиболее интересна для систем с памятью 1 Гбайт и меньше, хотя мы не рекомендуем ставить Vista, если у вас меньше 1 Гбайт ОЗУ. "ReadyDrive" расширяет кэширование, захватывая энергонезависимую флэш-память гибридного жёсткого диска, в которой можно хранить ключевые файлы Windows Vista, данные часто используемых приложений (в частности, OEM-производителей) и данные "SuperFetch", ускоряя время загрузки Windows и запуска приложений.
Чтобы поддержать флэш-память, в жёстком диске пришлось изменить набор команд ATA. Спецификация ATA8-ACS включает команды, отвечающие за две важные функции: управление данными, которые нужно хранить во флэш-памяти, и управление переходом в режим работы с флэш-памятью. Windows Vista автоматически распознаёт H-HDD и умеет работать с флэш-памятью жёсткого диска. Поддерживается только один H-HDD, причём это должен быть системный жёсткий диск.
По внешнему виду H-HDD не отличить.
| Флэш-память |
128 Мбайт |
256 Мбайт |
1 Гбайт |
| Прошивка H-HDD |
~ 10 Мбайт |
~ 10 Мбайт |
~ 24 Мбайт |
| Кэш-буфер для записи |
32 Мбайт |
32 Мбайт |
32 Мбайт |
| Данные OEM-производителя |
15 Мбайт |
79 Мбайт |
463 Мбайт |
| Данные SuperFetch |
Остаток |
Остаток |
Остаток |
Поддерживается объём флэш-памяти от 50 Мбайт до 2 Тбайт, но Microsoft рекомендует объём от 128 Мбайт до 1 Гбайт. Чем больше флэш-памяти в жёстком диске, тем больше можно записывать данных приложений. Эта функция интересна, в частности, OEM-производителям, чтобы гарантировать быстрый запуск и доступность некоторых программ. Вся оставшаяся ёмкость используется для кэширования приложений и "SuperFetch".
Впрочем, большой объём скоростной флэш-памяти - удовольствие дорогое. Жёсткий диск Samsung, который мы получили, был оснащён 256 Мбайт флэш-памяти, помогающей ускорить время запуска приложений. Как считает Samsung, такой объём является хорошим компромиссом между ценой и производительностью "ReadyDrive", давая ощущение производительности жёсткого диска на 7 200 об/мин, хотя он вращается со скоростью 5 400 об/мин.
Если использовать несколько каналов, то по производительности SLC-флэш-память может обойти жёсткие диски, причём, по всем параметрам, но такие конфигурации слишком дорогие. Как мы предполагаем, первые гибридные жёсткие диски будут обеспечивать постоянную скорость чтения флэш-памяти до 30 Мбайт/с. Хотя 2,5" жёсткие диски превысили пиковую скорость чтения 50 Мбайт/с, такой скорости более чем достаточно, поскольку флэш-память не страдает из-за больших задержек доступа.
Microsoft обозначила минимальный порог производительности H-HDD, и Vista автоматически определяет производительность H-HDD после его обнаружения.
| Сценарий |
Постоянная пропускная способность (Мбайт/с) |
| Чтение случайного участка данных 4 кбайт из флэш-памяти (область приложений) |
>4 |
| Запись случайного участка данных 4 кбайт во флэш-память (область приложений) |
>4 |
| Чтение случайного участка данных 64 кбайт из флэш-памяти (область приложений) |
>16 |
| Запись случайного участка данных 64 кбайт во флэш-память (область приложений) |
>8 |