Кіріспе

Деректерді сақтау құрылғысы, көлік құрылғылары. Компьютердегі гибридтік диск (қатты күйдегі гибридтік диск – SSHD) – бұл логикалық немесе физикалық сақтау құрылғысы, ол SSD сияқты жылдам сақтау ортасын жоғары сыйымдылықтағы қатты диск (HDD) құрылғысымен біріктіреді. Мақсаты – дәстүрлі HDD-нің тиімді сақтау сыйымдылығына SSD жылдамдығын қосу. Гибридтік дисктегі SSD-нің міндеті – HDD-де сақталған деректер үшін кэш ретінде жұмыс істеу, ең көп қолданылатын деректердің көшірмелерін жылдам SSD-де сақтау арқылы жалпы өнімділікті арттыру. Гибридтік дисктерді іске асыру үшін екі негізгі конфигурация бар: екі дискілі гибридтік жүйелер және қатты күйдегі гибридтік дисктер. Екі дискілі гибридтік жүйелерде физикалық түрде бөлек SSD және HDD құрылғылары бір компьютерге орнатылады, деректерді орналастыруды оңтайландыру қолданушының өзі қолмен немесе операциялық жүйе "гибридтік" логикалық құрылғыны құру арқылы автоматты түрде жүзеге асырады. Қатты күйдегі гибридтік дисктерде SSD және HDD функционалдықтары бір аппараттық құрылымға біріктірілген, деректерді орналастыруды оңтайландыру құрылғының өзі толығымен (өзін-өзі оңтайландыру режимі) немесе операциялық жүйе берген орналасу "нұсқаулары" арқылы (хост-нұсқаған режимі) жүзеге асырады.

Түрлері

NAND флеш-жады немесе SSD-ді HDD технологиясымен үйлестіретін екі негізгі "гибридті" сақтау технологиясы бар: екі дискілі гибридтік жүйелер және қатты күйдегі гибридтік дискілер.

Қос қозғалтқыш гибридті жүйелері

Екі дискіден тұратын гибридтік жүйелер бір компьютерде орнатылған жеке SSD және HDD құрылғыларын біріктіріп пайдаланады. Өнімділікті оңтайландыру үш жолдың бірімен жүзеге асырылады:

Компьютер пайдаланушысы жиі қолданылатын деректерді жылдам дискке қолмен орналастыру арқылы. Компьютердің операциялық жүйесінің бағдарламалық қамтамасы арқылы, ол SSD және HDD-ді біртұтас гибридтік томға біріктіріп, соңғы пайдаланушыға ыңғайлырақ тәжірибе ұсынады. Операциялық жүйелердегі гибридтік томды іске асырудың мысалдары: ZFS-тің "гибридтік сақтау жиынтықтары", Linux-тағы bcache және dm кэш, Intel-дің Hystor және Apple-дің Fusion Drive, сондай-ақ OS X-тағы басқа да логикалық томды басқаруға негізделген іске асырулар. Жеке сақтау дисктеріне сыртқы чипсеттер арқылы. Мысалы, флэш-кэш модульдерін (FCM) пайдалану. FCM-дер жеке SSD (әдетте mSATA SSD модулі) және HDD компоненттерін біріктіріп, хост бағдарламалық қамтамасы, құрылғы драйверлері немесе олардың үйлесімі арқылы өнімділікті оңтайландыруды басқарады. Мысалы, Intel Smart Response Technology (SRT) – бұл белгілі бір Intel чипсеттері мен Intel сақтау драйверлерінің комбинациясы арқылы іске асырылатын, қазіргі уақытта FCM гибридтік жүйелерінің ең көп таралған түрі. Бұл екі дискіден тұратын жүйені SSHD жүйесінен ерекшелендіретін нәрсе – қалауынша әр диск жеке түрде жұмыс істеу мүмкіндігін сақтайды.

Қатты күйдегі гибридті қозғалтқыш

Қатты күйдегі гибридтік дискі (SSHD) деп аталатын құрылғылар қатты дискіге (HDD) айтарлықтай көлемде NAND флэш жады қосылған, нәтижесінде біртұтас интеграцияланған құрылғыны құрайды. SSHD термині, бұрын SSHD құрылғыларын және қатты күйдегі дискілердің (SSD) мен қатты дискілердің интеграцияланбаған комбинацияларын сипаттау үшін қолданылған, жалпы гибридтік дискіге қарағанда дәлірек термин болып табылады. SSHD-нің негізгі жобалау принципі – өнімділікке тікелей байланысты дерек элементтерін (жиі қолжетімді деректер, жүктеу деректері сияқты) анықтап, осы дерек элементтерін NAND флэш жадында сақтау болып табылады. Бұл стандартты қатты дискіге қарағанда өнімділіктің айтарлықтай жақсаруын қамтамасыз етеді. SSHD деп қате түсінілетін қос дискілік жүйенің мысалы – ноутбуктерде жеке SSD және HDD компоненттерін бірдей 2,5 дюймдік HDD өлшемді бірлікке біріктіру, бірақ (SSHD-ден өзгеше) осы екі компонентті операциялық жүйеге екі бөлек бөлім ретінде көрінетін және қолжетімді болып қала береді. WD Black2 дискісі сондай мысалдың бірі; дискіні тиісті бөлімдерге бөліп, жеке SSD және HDD ретінде пайдалануға болады, немесе SSD бөлігін автоматты түрде басқару және дискіні пайдаланушыға біртұтас үлкен том ретінде көрсету үшін бағдарламалық жасақтаманы қолдануға болады.

Операция

Гибридті сақтау технологияларының екі түрінде (қос дискілі гибридтік жүйелер және SSHD) мақсат – HDD және одан жылдам технологияны (көбінесе NAND флэш жады) біріктіріп, жақсартылған өнімділік пен жоғары сыйымдылықты сақтаудың арасалмақтығын қамтамасыз ету. Әдетте, бұл "жиі қолданылатын деректерді" немесе өнімділікті жақсартумен тікелей байланысты деректерді сақтау архитектурасының "жылдам" бөлігіне орналастыру арқылы іске асырылады. NAND флэш жады үшін қай дерек элементтеріне басымдық берілуі керек деген шешімдерді қабылдау – SSHD технологиясының өзегі. Әртүрлі өндірушілер ұсынатын өнімдер мұны құрылғылардың микробағдарламасы, құрылғы драйверлері немесе бағдарламалық модульдер мен құрылғы драйверлері арқылы жүзеге асыруы мүмкін.

Салыстырмалы көрсеткіштер

2011 жылдың соңы мен 2012 жылдың басында 750 ГБ қатты дискі мен 8 ГБ NAND кэшінен құралған SSHD-ні пайдаланып жасалған тесттер, SSHD-лердің кездейсоқ оқу/жазу және тізбекті оқу/жазу операциялары бойынша SSD-нің жылдамдығына жете алмайтынын, бірақ қосымшаларды іске қосу және өшіру кезінде қатты дискілерден (HDD) жылдам болатынын көрсетті. 2011 жылғы тесттерге ауыр түрде пайдаланылған жүйенің бейнесін жүктеу кірді, бұл жаңа орнатылған жүйенің артықшылығын жоюға мүмкіндік берді; нақты сынақтарда өнімділік механикалық қатты дискіге қарағанда SSD-ге жақын екені анықталды. Әртүрлі тесттер SSHD-нің HDD мен SSD арасында екенін көрсетті, бірақ көбінесе SSD-ден айтарлықтай баяу болды. Кэштелмеген кездейсоқ кіру жылдамдығын (бірнеше 4 КБ кездейсоқ оқу және жазу) сынағанда, SSHD ұқсас HDD-ден жылдам болған жоқ; артықшылық тек кэштелген деректер үшін ғана бар. Автор SSHD дискісінің SSD емес дискілердің арасындағы ең жақсы дискі екенін, ал қатты күйдегі кэш көлемі неғұрлым үлкен болса, өнімділік соғұрлым жақсы болатынын мәлімдеді.