SSD-кэширование (без Z68): RocketHybrid 1220 от HighPoint – THG.RU

SSD-кэширование от HighPoint

Уже выпущен новый чипсет от Intel на базе LGA 1155, который мы проанонсировали в статье Intel Z68 Express: SSD-кэширование и QuickSync. В Z68 убраны недостатки предыдущих чипсетов H67/P67 Express и к платформе LGA 1155 добавится возможность SSD-кэширования. Но прямо сейчас можно либо построить разогнанную систему на базе P67 Express, либо использовать интегрированный графический движок на H67, не разгоняя процессор вообще. Ожидается, что Z68 исправит эту маркетинговую оплошность и предоставит более гибкие комбинации интегрированного графического модуля, внешней графики и разгона.

Независимо от ожидаемых дополнений, Intel нацелен на максимизацию производительности системы хранения данных через использование жёстких дисков и твердотельного накопителя, который может быть использован как высокоскоростной кэш. Мы ждём, что эта функция окажется весьма привлекательной опцией, хотя она будет доступна только на чипсетах Z68 Express. Следовательно, если вы проигнорировали наши рекомендации “подождать Z68” и уже перешли на платформу на базе Sandy Bridge, то вам придётся покупать новую материнскую плату, чтобы получить доступ к SSD-кэшированию.

К счастью, это не единственная возможность. HighPoint недавно выпустил контроллер памяти на базе PCI Express, который осуществляет ту же функцию по довольно низкой цене.

Компания HighPoint Technologies сообщила, что она специализируется на обеспечении бюджетных систем хранения данных для основных рынков. Поэтому она конкурирует с компаниями, производящими чипсеты. Она также соперничает с простыми решениями от таких поставщиков как Adaptec/PMC Sierra, Areca и LSI. В то время как Adaptec и LSI создают собственный дизайн чипа, Areca и HighPoint базируют свою продукцию на контроллерах сторонних поставщиков.

Сегодня мы рассматриваем продукцию компании HighPoint Technologies под названием RocketHybrid 1220. Это дополнительная плата PCI Express с двумя внутренними интерфейсами SATA 6 Гбит/с на базе контроллера 88SE9130 от Marvell. HighPoint также продаёт вариант платы, которая использует eSATA.

Кэшируй, если сможешь

Концепция кэширования фундаментальна практически в каждом компоненте ПК, особенно если посмотреть на подсистемы, которые работают с большими объёмами данных. Идея состоит в том, чтобы улучшить производительность, обеспечивая или предварительно выбирая информацию через более быстрый, чем основное устройство, тип памяти. Вообразите лестницу или треугольник. В основе у вас есть самый медленный (и самый дешёвый) тип памяти. С возрастанием по иерархии, производительность повышается, но и цена также растёт. Установка SSD между жёстким диском и системной памятью может помочь преодолеть ограничения ориентированных на производительность магнитных дисков, одновременно сохраняя низкую стоимость, из-за использования твердотельных накопителей с более низкой ёмкостью.

Пример: у каждого процессора есть кэш, как правило, организованный в двух или трёх стадиях, названных уровнями. Цель основанного в процессоре кэша – поместить часто используемые данные как можно ближе к исполняющему ядру, для того, чтобы минимизировать доступ к более медленной системной памяти. Жёсткие диски обычно работают с физической кэш-памятью DRAM на 8-64 Мбайт, чтобы понизить активность на физическом диске. Оптические приводы используют буфер памяти для того, чтобы кэшировать операции записи. Windows кэширует данные жёсткого диска или данные приложения в доступную оперативную память. В некоторых случаях такие приложения, как Adobe Photoshop даже внедряют собственное кэширование. В конце концов функция индексации Windows тоже один из типов кэширования.

Было множество попыток ускорить работу жёсткого диска, используя различные типы кэширования. Гибридные HDD потерпели неудачу. Однако сегодня есть несколько доступных решений, которые могут заметно улучшить производительность системы.

Концепции гибридного хранилища

Отрасль хранения данных продолжает улучшать производительность, используя различные концепции кэширования. За последние годы встроенная память жёсткого диска практически не изменилась, но многие конструкции SSD используют буфер динамической оперативной памяти (DRAM) для оптимизации операции записи через разные каналы флэш-памяти.

В 2007 году Samsung представил первые H-HDD или гибридные жёсткие диски. Устройство было основано на технологии Microsoft Ready Drive, которая требовала внедрения в H-HDD дополнительной, постоянной флэш-памяти. В случае первого (и единственного) привода, который мы получили для обзора – Samsung MH80, операционная система могла работать с флэш-памятью на 256 Мбайт как с дополнительной кэш-памятью. К сожалению, эта концепция H-HDD не оказалась успешной.

H-HDD: Samsung MH80. Этот концепция гибридного жёсткого диска требует технологию Ready Drive на Windows Vista.

Вероятно, было ещё слишком рано для идеи H-HDD. Или можно винить Windows Vista, которая по разным причинам не стала популярной операционной системой. Как бы там ни было, идея кэширования данных жёсткого диска на более быструю встроенную память довольно привлекательна. С одной стороны есть большое количество системных данных, которые часто требуются для операционной системы или для работы часто используемых приложений, и они не очень сильно изменяются. Увеличение физического DRAM-буфера данных привода – это один вариант. Но, в конце концов, информацию всё ещё нужно скопировать с магнитных жёстких дисков в кэш на диске.

Адаптивная технология памяти: Seagate Momentus XT возродила идею гибридного жёсткого диска в 2010 году, предлагая улучшения производительности в ежедневных операциях. По сравнению с концепцией H-HDD, Momentus XT является модульным решением и не зависит от операционной системы.

Seagate была единственной компанией (после неудачной попытки Samsung с H-HDD), возродившей идею гибрида. Она создала свою собственную гибридную версию хранилища, которая работала независимо от операционной системы. Momentus XT – это жёсткий диск ёмкостью 500 Гбайт и скоростью вращения шпинделя 7200 об/мин, в который встроено 4 Гбайт флэш-памяти. Этот постоянный кэш полностью управляется диском. В нашем обзоре Momentus XT, мы обнаружили, что у привода был небольшой потенциал по производительности.

И чипсет Intel Z68 Express и плата HighPoint RocketHybrid 1220 вводят дополнительное кэширование жёсткого диска посредством SSD. Всё, что вам понадобится – установить обычный жёсткий диск, который на сегодня может дать вам до 3 Тбайт ёмкости и дополнительный SSD на базе флэш.

HighPoint RocketHybrid 1220

RocketHybrid 1220 – компактная, плоская плата на базе PCI Express 2.0, которая использует слот PCIe с одной полосой. В то время, как PCI Express 1.1 может предоставить только 250 Мбайт/с пропускной способности для ввода и вывода, стандарт второго поколения гарантирует 500 Мбайт/с в каждом направлении.

Теоретически, этого недостаточно, для того, чтобы соответствовать 600 Мбайт/с пропускной способности, которую технически может предоставить интерфейс SATA 6 Гбит/с. С другой стороны, не многие SSD смогут насытить одну полосу второго поколения. Применение четырёхполосного коннектора PCI Express тоже не вариант, поскольку системный интерфейс – часть контроллера 88SE9130 от Marvell. Если бы это было возможно, то максимальная пропускная способность достигла бы 2 Гбайт/с в оба направления. Но такая дополнительная плата потребовала бы наличия в системе подобного слота. Во всяком случае, более скоростной интерфейс увеличил бы стоимость этой платы, цена которой, в настоящее время составляет $59, что весьма неплохо.

Контроллер Marvell 88SE9130, который выбрала HighPoint, поддерживает два порта SATA 6 Гбит/с, которые могут также работать в режиме 3 Гбит/с или 1.5 Гбит/с. Также поддерживается RAID 0 или 1, аппаратная установка очередности команд (NCQ), I2C и поддержка GPIO для администрирования, а так же множители порта.

5-55°C – это нормальный температурный режим. Также нам нравиться тот факт, что номинальная мощность платы составляет не более 1 Вт и пиковая не более 3 Вт. HighPoint сообщила, что плата поддерживается всеми операционными системами Windows, начиная с Windows Vista и для её установки не требуется дополнительных драйверов, благодаря поддержки AHCI. Фактически это гарантирует, что плата может использоваться с любой другой современной операционной системой. Однако для использования программного обеспечения вам потребуется Windows Vista или более новая операционная система.

Конфигурация RocketHybrid

При начальной загрузке нажав CTRL+M вы попадёте в прошивку платы. Мастер конфигурации доступен после выбора контроллера в меню BIOS. Для того, чтобы выбрать или убрать дополнительные накопители, которые вы хотите использовать, просто нажмите клавишу “пробел”. После подтверждения клавишей ENTER можно выбрать либо режим Safe, который, по словам HighPoint, оптимизирован для отказоустойчивости, либо режим Capacity, который оптимизирован для производительности чтения и записи. Если вы выберете режим Capacity, то потеряете все данные, которые могут находиться на любом из дополнительных дисков. В режиме Safe система спросит вас, хотите ли вы сохранить существующие данные.

Мы решили выбрать режим Safe, поскольку для нас он кажется более осмысленным. Мало того, что вы просто купите плату HighPoint RocketHybrid 1220 и SSD с возможностью гибридной установки, но также важна возможность удалить SSD без потери данных. Это даёт вам возможность обновления, благодаря замене устройства кэша на более быстрый SSD в будущем. Фактически, режим Safe основан на RAID 1, но с фокусировкой на кэшировании чтения через SSD. Режим Capacity – это модифицированная реализация RAID 0, которая для большинства потребителей не имеет смысла. Если вам действительно нужна максимальная производительность, используйте самый быстрый SSD, который вы сможете себе позволить вместо того, чтобы создавать RAID массив, который потенциально ненадёжен. Если любой из дисков выйдет из строя, то все данные массива будут утеряны.

После создания массива в BIOS HighPoint, утилита хранения Marvell покажет вам конфигурацию с опцией ускорения по умолчанию.

Вы можете выбрать физические папки, которые должны быть специально ускорены. Это означает, что выбранные папки будут доступны на SSD, что сильно отличается от решения Intel, где привод работает с последними часто читаемыми данными.

Конфигурация и тесты

Intel X25-V, Samsung PM810, Samsung Spinpoint F4E

Мы попробовали различные диски, но решили провести через наш набор тестов только два различных SSD привода. Как ранее было отмечено, в тестах будем придерживаться режима Safe на базе RAID 1, поскольку он позволяет добавлять или удалять SSD в качестве устройств кэша для HDD на лету и без потери данных. В нашем сценарии мы инсталлировали систему Windows 7 на диск Samsung Spinpoint F3R (HE103SJ) на 1 Тбайт и добавили дешёвый SSD Intel X25-V на 40 Гбайт в качестве кэша; тоже самое с накопителем Samsung PM810 (470-й серии) на 256 Гбайт.

Использование более быстрых накопителей на 6 Гбит/с, таких как OCZ Vertex 3 или Crucial RealSSD C300, в нескольких тестах приводит к более лучшей производительности, чем мы предполагали. Однако, мы не уверены, что найдётся человек, который купит очень дорогой SSD для того, чтобы превратить его в кэширующий диск. Поэтому, мы используем Samsung PM810 как рекомендуемый SSD.

Intel X25-V – дешёвый вариант, который HighPoint предполагает для использования потенциальными клиентами. Идея состоит в том, чтобы использовать RocketHybrid, в паре с доступным SSD для ускорения существующей системы. Контроллер HighPoint стоит $59 и Intel X25-V на 40 Гбайт уже доступен меньше чем за $100. Этот привод не предоставляет высокую производительность записи, но так как он используется главным образом для чтения, это не является проблемой.

В качестве главного системного диска был использован Samsung Spinpoint F3R на 1 Тбайт.

X25-V на 40 Гбайт от Intel – один из наиболее доступных SSD и следовательно это реальный вариант для гибридной конфигурации.

Мы использовали Samsung 470-й серии, для того, чтобы показать, как более высокая ёмкость влияет на производительность RocketHybrid.

Тестовая конфигурация

Чтобы проследить колебания, все тесты были проведены по пять раз. Для чистоты эксперимента, каждое повторение начиналось после перезапуска системы. Большинство запусков выполнялось скриптом, чтобы минимизировать человеческую ошибку.

Результаты тестов

Время загрузки/выключения

Мы запустили систему и подождали три минуты прежде, чем запустить Adobe Photoshop CS5. Папка Photoshop была добавлена в кэш контроллера по умолчанию, поскольку все установленные программы – часть начальной конфигурации. В среднем это понизило время запуска приложения с жёсткого диска с почти 18 секунд до чуть больше чем 14 секунд. Разница заметна, но несущественна. Запуск Photoshop на SSD занимает всего 6 секунд и меньше чем 5 секунд на Vertex 3, например.

Процесс запуска Windows также может быть ускорен, благодаря гибридному устройству. Intel X25-V оказывает слабое влияние, ускоряя процесс всего на одну – две секунды. Samsung PM810 оказывается немного быстрее и запуск Windows происходит на пять секунд быстрее. Однако чистый SSD выполняет работу меньше чем за 10 секунд. Использование более быстрого SSD, вероятно, не имеет смысла. Например, Vertex 3 может загрузить Windows 7 на сопоставимой системе тоже меньше чем за 10 секунд.

Устройство RocketHybrid вообще не ускоряет время выключения.

Конфигурация с RocketHybrid не ускоряет переход Windows 7 в состояние гибернации.

PCMark Vantage suite

Набор Communications ясно показывает пользу обоих гибридных устройств, если не брать в расчёт производительность отдельного SSD накопителя.

Эти результаты будут интересны для геймеров, так как тест PCMark Vantage Gaming показывает значительное преимущество массива RocketHybrid, использующего SSD-кэширование. Также примечательно, что даже Intel X25-V предоставляет скачок производительности, который приближает вас к уровню производительности отдельного SSD накопителя Samsung.

Этот результат показывает баланс сил между отдельным SSD Samsung, жёстким диском и двумя вариантами с кэшированием. Примечание: в реальной жизни разница меньше.

В целом, PCMark Vantage показывает приблизительно 12 % прироста производительности на кэшируемых системах RocketHybrid. Интересно, что более быстрый и объёмный SSD привод Samsung незначительно вырывается вперёд, а это значит, что для SSD-кэширования достаточно дешёвого твердотельного накопителя.

PCMark Vantage

Всё меняется, если разделить тест PCMark Vantage HDD на отдельные секции. Тест загрузки приложения показывает огромную разницу между устройствами.

Ещё раз игровой тест показывает значительное преимущество от любого устройства кэширования.

Тест редактирования видео выполняет много записи, поэтому от гибридной системы здесь мало пользы.

Тест запуска Vista возвращает благоприятные результаты для двух устройств кэширования, хотя автономный SSD всё же обеспечивает лучшую производительность.

Заключение

Плата HighPoint RocketHybrid 1220 – интересный продукт, поскольку она представляет ценность при MSRP всего $59. Мы выяснили, что если к системе добавить этот контроллер и практически любой SSD, то можно получить значительный и иногда действительно внушительный прирост производительности. Однако такая конфигурация поднимает производительность до уровня автономного SSD только в нескольких тестах и поэтому ясно, что этот продукт рассчитан на потребителей, которые хотят дёшево ускорить систему, сохраняя при этом ёмкость жёсткого диска до 3 Тбайт.

Потребители смотрят на стоимость контроллера HighPoint в размере $59 плюс стоимость соответствующего SSD. Мы попробовали привод Samsung PM810 на 256 Гбайт с хорошей производительностью, но обнаружили, что простой привод на 40 Гбайт, такой как Intel X25-V за $100 предоставляет практически такую же производительность, но за меньшую цену. Поэтому, мы рекомендуем либо купить дорогой SSD и использовать его как автономное устройство, либо принять вариант, предложенный компанией HighPoint, который обойдётся вам примерно в $150. Эта конфигурация ускоряет работу приложений без потребности переустановки операционной системы, также устройство может быть отключено, когда вам захочется. Благодаря поддержке AHCI вам даже не понадобятся дополнительные драйвера, если у вас уже установлена Windows Vista SP2 или более новая ОС.

Можно потратить эти деньги на SSD, но за такую сумму вы можете рассчитывать только на привод объемом 64 Гбайт, производительность которого не сопоставима с самыми популярными моделями на 128 и 256 Гбайт. Другой вариант – создать массив RAID 0, используя два быстрых диска. Но мы не уверены, что это разумный выбор, учитывая увеличенный риск потери данных.