En hybriddisk (även känd under förkortningen SSHD , solid -state hybrid drive [1] ) är en logisk eller fysisk datalagringsenhet som kombinerar datalagringsteknologier på en hårddisk ( HDD , HDD) och i NAND-minne ( SSD-enhet ) [2] . Som ett resultat ökar enhetens prestanda med en stor mängd tillgänglig informationslagring. Hybriddiskens solid-state-minne används som en cache för data som lagras på hårddisken som används oftast. Detta förbättrar systemets övergripande prestanda.
Det finns två huvudteknologier som används för att implementera hybridenheter:
Ett system med dubbla enheter använder två fysiska enheter, en SSD och en hårddisk, installerade i samma dator; dataplacering optimeras antingen manuellt av användaren eller automatiskt av operativsystemet genom att skapa "hybrid" logiska enheter.
I hybridenheter kombineras SSD och HDD i en mikrokontroller, och som regel i ett fall. Cachingfunktionaliteten implementeras genom att lägga till en liten mängd flashminne till hårddisken och kopiera de mest använda sektorerna dit; placeringsbeslut fattas antingen helt av enheten (självoptimerat läge), eller genom att placera "tips" av operativsystemet (värdantydd läge).
2007 introducerade Seagate och Samsung de första hybriddiskarna: Seagate Momentus PSD och Samsung SpinPoint MH80 [3] . Båda modellerna var 2,5-tums med 128 eller 256 MB flashminne . Dataöverföring mellan magnetiska skivor och flashminne utfördes med hjälp av ReadyDrive -tekniken i operativsystemet Windows Vista . Produkterna används dock inte i stor utsträckning [4] , bland annat på grund av avsaknaden av en signifikant ökning av hastigheten [5] och bristerna i ReadyDrive-tekniken [2] .
I maj 2010 introducerade Seagate den nya Momentus XT [6] hybridenheten , med termen Solid State Hybrid Drive (SSHD). Den hade inte längre något mjukvaruberoende på operativsystemet och bestod av en 500 GB hårddisk med ett integrerat 4 GB SLC-flashminne [2] (senare släpptes andra generationens Momentus XT med 750 respektive 8 GB). Samtidigt introducerade företaget FAST-teknologi ( Flash-Assisted Storage Technology ) , som ansvarar för lagring av data på flashminne, som i sin tur hade tre komponenter: FAST Management, Adaptive Memory och FAST Boot. FAST Management säkerställde hybriddiskens kompatibilitet med vilket operativsystem som helst, utan behov av ytterligare drivrutiner, och utförde även en funktion som liknar Trim för konventionella SSD -enheter . Adaptivt minne (Adaptive Memory) ansvarade för distributionen av information mellan hårddisken och flashminnet, och FAST Boot accelererade laddningen av operativsystemet [5] .
I april 2013 introducerade Western Digital 2,5" WD Black SSHD, inklusive en 5 mm tjock SSHD med 500 GB konventionellt minne och 8 GB, 16 GB eller 24 GB flashlagring.
Det finns två huvudsakliga "hybrid" lagringstekniker som kombinerar NAND-flashminne (SSD) med HDD-teknik: hybridsystem med dubbla enheter och hybridenheter för solid state-enheter.
Dubbla lagringshybridsystem kombinerar användningen av separata SSD- och HDD-enheter installerade i samma dator. Generellt sett hanteras prestandaoptimering antingen med hjälp av datoranvändaren (manuellt placera de mest använda data på SSD), eller med hjälp av datorns operativsystemsmjukvara (genom att kombinera SSD och HDD till hybridvolymer (partitioner) , osynlig för slutanvändare). Exempel på att implementera hybridpartitioner i operativsystem är bcache och dm-cache på Linux [7] och Apples Fusion Drive .
I bärbara datorer använder ett sådant system som regel flash-cache-moduler (FCM). FCM använder en separat SSD (vanligtvis en mSATA SSD-modul) och hårddisk, medan antingen datorprogram, enhetsdrivrutiner eller en kombination av båda hanterar optimering. Intels SRT-teknik (Smart Response) [8] är den vanligaste implementeringen av FCM för hybridsystem idag.
Det finns också bärbara system som också använder separata SSD:er och hårddiskar i samma 2,5-tums hölje, men som också ger (till skillnad från SSHD) samtidigt (till skillnad från hybrid SSD) separat åtkomst till båda enheterna. Således kan du använda enheterna efter eget gottfinnande [9] .
Dessutom används SSHD-hybridhårddisken allt oftare i servrar , vilket avsevärt kan minska deras kostnader, till skillnad från rena SSD:er.
Termen Hybrid Solid State Drive (SSHD) syftar på produkter som innehåller en betydande mängd NAND-flash i en hårddisk [10] .
Den grundläggande skillnaden är det integrerade cachingsystemet för de mest använda sektorerna. Själva enhetens mikrokontroller kopierar de mest använda dataområdena till det snabba cacheminnet.
Att bestämma vilka dataelement som ska prioriteras för flashminne är kärnan i hybrid SSD-teknik.
SSHD kan fungera i två huvudlägen:
Automatiskt (självoptimerat) läge I det här läget fungerar SSHD oberoende av operativsystemet och fattar alla beslut relaterade till datadistribution oberoende. Värdoptimerat (värdantydt läge) läge I detta driftläge aktiverar SSHD den utökade SATA "Hybrid Information"-kommandouppsättningen som ingår i version 3.2 av Serial ATA International Organization (SATA-IO). Med dessa SATA-kommandon fattas beslut om vilka dataelement som placeras i NAND-flashminnet av operativsystemet och enhetsdrivrutinen, med hänsyn till filsystemets struktur [11] .Vissa specifika funktioner hos SSHD-enheter, såsom värdantydd läge, kräver mjukvarustöd i operativsystemet . Microsoft har lagt till stöd för värdantydd drift i Windows 8.1 [12] , medan patchar för Linux-kärnan har varit tillgängliga sedan oktober 2014 och förväntas ingå i huvudgrenen av Linux-kärnan [13] [14] .
I slutet av 2011 och början av 2012 visade hastighetstester att hybrid-SSD-enheter med 750 GB hårddisk och 8 GB-cache är långsammare än SSD-enheter i slumpmässig läs/skriv- och sekventiell läsning/skrivning, men snabbare än hårddiskar vid start. applikationer och avstängning [15] [ 16] .
När det gäller prestanda är hybridenheter i en position mellan hårddiskar och solid state-enheter [2] . Testa hastigheten på en hybriddisk i jämförelse med hårddisk och SSD [5] :
| Hårddisk : Seagate Momentus (ST9750420AS) | SSHD: Seagate Momentus XT (ST750LX003) | SSD : Plextor PX-256M2S | |
|---|---|---|---|
| PCMark 7 (hårddisk) | 1733 poäng | 3575 poäng | 5059 poäng |
| Maximal/Minimum/Genomsnittlig sekventiell läshastighet | 119,7/60,7/96,7 Mbps | 112,7/55,5/89,8 Mbps | 349,4/325,6/337,2 Mbps |
| Maximal/Minimum/Genomsnittlig sekventiell skrivhastighet | 118,6/60,2/94,2 Mbps | 114,8/47,9/86,9 Mbps | 276,6/122,3/266,8 Mbps |
| Gränssnittsbandbredd: Läs/skriv | 142,8/142,8 Mbps | 181,3/332,2 Mbps | 348,0/342,0 Mbps |
| Åtkomsttid: Läs/skriv | 15,4/15,4 ms | 0,2/1,1 ms | 0,3/0,3 ms |
| Skriv fil till disk (2 GB) | 11 s | 12 s | 4 s |
| Läsa en fil från disk (2 GB) | 26 s | 14 s | 5 s |
| Kopiera fil från mapp till mapp (2 GB) | 22 s | 24 s | 7 s |